Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI Taschenrechner

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VLSI-Materialoptimierung

Analoges VLSI-Design

✖Die Kanalbreite ist definiert als die physikalische Breite des Halbleiterkanals zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen innerhalb der Transistorstruktur.ⓘ Kanalbreite [W_c]			+10% -10%
✖Die Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit ist definiert als die maximale Geschwindigkeit, die Elektronen in einem Halbleitermaterial unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes erreichen.ⓘ Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit [v_d(sat)]			+10% -10%
✖Die Oxidkapazität pro Flächeneinheit ist definiert als die Kapazität pro Flächeneinheit der isolierenden Oxidschicht, die das Metallgate vom Halbleitermaterial trennt.ⓘ Oxidkapazität pro Flächeneinheit [C_oxide]			+10% -10%
✖Die Sättigungs-Drain-Source-Spannung ist definiert als die Spannung an den Drain- und Source-Anschlüssen eines MOSFET, wenn der Transistor im Sättigungsmodus arbeitet.ⓘ Sättigungs-Drain-Quellenspannung [V_Dsat]			+10% -10%

✖Der Kurzkanal-Sättigungsstrom ist definiert als der maximale Strom, der durch einen Kurzkanal-Transistor fließen kann, wenn er sich im Sättigungsmodus befindet.ⓘ Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI [I_D(sat)]

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Formel

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Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI

Formel

`"I"_{"D(sat)"} = "W"_{"c"}*"v"_{"d(sat)"}*"C"_{"oxide"}*"V"_{"Dsat"}`

Beispiel

`"527.25µA"="2.5μm"*"2e+7cm/s"*"0.0703μF/cm²"*"1.5V"`

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Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Kurzkanal-Sättigungsstrom = Kanalbreite*Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit*Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Sättigungs-Drain-Quellenspannung
I_D(sat) = W_c*v_d(sat)*C_oxide*V_Dsat
Diese formel verwendet 5 Variablen

Verwendete Variablen

Kurzkanal-Sättigungsstrom - (Gemessen in Ampere) - Der Kurzkanal-Sättigungsstrom ist definiert als der maximale Strom, der durch einen Kurzkanal-Transistor fließen kann, wenn er sich im Sättigungsmodus befindet.
Kanalbreite - (Gemessen in Meter) - Die Kanalbreite ist definiert als die physikalische Breite des Halbleiterkanals zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen innerhalb der Transistorstruktur.
Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit - (Gemessen in Meter pro Sekunde) - Die Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit ist definiert als die maximale Geschwindigkeit, die Elektronen in einem Halbleitermaterial unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes erreichen.
Oxidkapazität pro Flächeneinheit - (Gemessen in Farad pro Quadratmeter) - Die Oxidkapazität pro Flächeneinheit ist definiert als die Kapazität pro Flächeneinheit der isolierenden Oxidschicht, die das Metallgate vom Halbleitermaterial trennt.
Sättigungs-Drain-Quellenspannung - (Gemessen in Volt) - Die Sättigungs-Drain-Source-Spannung ist definiert als die Spannung an den Drain- und Source-Anschlüssen eines MOSFET, wenn der Transistor im Sättigungsmodus arbeitet.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Kanalbreite: 2.5 Mikrometer --> 2.5E-06 Meter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit: 20000000 Zentimeter pro Sekunde --> 200000 Meter pro Sekunde (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Oxidkapazität pro Flächeneinheit: 0.0703 Mikrofarad pro Quadratzentimeter --> 0.000703 Farad pro Quadratmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Sättigungs-Drain-Quellenspannung: 1.5 Volt --> 1.5 Volt Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

I_D(sat) = W_c*v_d(sat)*C_oxide*V_Dsat --> 2.5E-06*200000*0.000703*1.5

Auswerten ... ...

I_D(sat) = 0.00052725

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

0.00052725 Ampere -->527.25 Mikroampere (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

527.25 Mikroampere <-- Kurzkanal-Sättigungsstrom

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Priyanka Patel

Lalbhai Dalpatbhai College für Ingenieurwissenschaften (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Santhosh Yadav

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner verifiziert!

< 25 VLSI-Materialoptimierung Taschenrechner

Ladungsdichte der Bulk-Depletion-Region (VLSI).

Gehen Ladungsdichte der Bulk-Depletion-Region = -(1-((Laterale Ausdehnung der Verarmungsregion mit Quelle+Laterale Ausdehnung der Verarmungsregion mit Abfluss)/(2*Kanallänge)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Akzeptorkonzentration*abs(2*Oberflächenpotential))

Body-Effect-Koeffizient

Gehen Körpereffektkoeffizient = modulus((Grenzspannung-Schwellenspannung DIBL)/(sqrt(Oberflächenpotential+(Potenzialdifferenz des Quellkörpers))-sqrt(Oberflächenpotential)))

Anschluss integrierte Spannung VLSI

Gehen Eingebaute Anschlussspannung = ([BoltZ]*Temperatur/[Charge-e])*ln(Akzeptorkonzentration*Spenderkonzentration/(Intrinsische Konzentration)^2)

PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI

Gehen Pn-Übergangsverarmungstiefe mit Quelle = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Eingebaute Anschlussspannung)/([Charge-e]*Akzeptorkonzentration))

Parasitäre Gesamtkapazitätsquelle

Gehen Quelle Parasitäre Kapazität = (Kapazität zwischen der Verbindung von Körper und Quelle*Bereich der Quellendiffusion)+(Kapazität zwischen der Verbindung von Körper und Seitenwand*Seitenwandumfang der Quellendiffusion)

Verbindungsstrom

Gehen Kreuzungsstrom = (Statische Leistung/Basiskollektorspannung)-(Strom unterhalb des Schwellenwerts+Konflikt aktuell+Gate-Strom)

Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI

Gehen Kurzkanal-Sättigungsstrom = Kanalbreite*Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit*Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Sättigungs-Drain-Quellenspannung

Oberflächenpotential

Gehen Oberflächenpotential = 2*Potenzialdifferenz des Quellkörpers*ln(Akzeptorkonzentration/Intrinsische Konzentration)

Oxidkapazität nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Oxidkapazität nach vollständiger Skalierung = Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Steilheit unter der Schwelle

Gehen Unterschwellenneigung = Potenzialdifferenz des Quellkörpers*DIBL-Koeffizient*ln(10)

DIBL-Koeffizient

Gehen DIBL-Koeffizient = (Schwellenspannung DIBL-Grenzspannung)/Drain-to-Source-Potenzial

Schwellenspannung, wenn die Quelle auf Körperpotential liegt

Gehen Schwellenspannung DIBL = DIBL-Koeffizient*Drain-to-Source-Potenzial+Grenzspannung

Verbindungstiefe nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Verbindungstiefe nach vollständiger Skalierung = Verbindungstiefe/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Gate-Oxiddicke nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Gate-Oxiddicke nach vollständiger Skalierung = Gate-Oxiddicke/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Gate-Länge unter Verwendung der Gate-Oxid-Kapazität

Gehen Torlänge = Gate-Kapazität/(Kapazität der Gate-Oxidschicht*Torbreite)

Gate-Oxid-Kapazität

Gehen Kapazität der Gate-Oxidschicht = Gate-Kapazität/(Torbreite*Torlänge)

Gate-Kapazität

Gehen Gate-Kapazität = Kanalgebühr/(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)

Grenzspannung

Gehen Grenzspannung = Gate-zu-Kanal-Spannung-(Kanalgebühr/Gate-Kapazität)

Kanalladung

Gehen Kanalgebühr = Gate-Kapazität*(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)

Kanalbreite nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Kanalbreite nach vollständiger Skalierung = Kanalbreite/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Kanallänge nach vollständiger Skalierung VLSI

Gehen Kanallänge nach vollständiger Skalierung = Kanallänge/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Kritische Spannung

Gehen Kritische Spannung = Kritisches elektrisches Feld*Elektrisches Feld über die Kanallänge

Eigene Gate-Kapazität

Gehen MOS-Gate-Überlappungskapazität = MOS-Gate-Kapazität*Übergangsbreite

Mobilität in Mosfet

Gehen Mobilität im MOSFET = K Prime/Kapazität der Gate-Oxidschicht

K-Prime

Gehen K Prime = Mobilität im MOSFET*Kapazität der Gate-Oxidschicht

Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI Formel

Kurzkanal-Sättigungsstrom = Kanalbreite*Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit*Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Sättigungs-Drain-Quellenspannung
I_D(sat) = W_c*v_d(sat)*C_oxide*V_Dsat

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