Oberflächenpotential Taschenrechner

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VLSI-Materialoptimierung

Analoges VLSI-Design

✖Die Source-Body-Potentialdifferenz wird berechnet, wenn ein extern angelegtes Potential gleich der Summe des Spannungsabfalls über der Oxidschicht und des Spannungsabfalls über dem Halbleiter ist.ⓘ Potenzialdifferenz des Quellkörpers [V_sb]			+10% -10%
✖Unter Akzeptorkonzentration versteht man die Konzentration von Akzeptor-Dotierstoffatomen in einem Halbleitermaterial.ⓘ Akzeptorkonzentration [N_A]			+10% -10%
✖Unter intrinsischer Konzentration versteht man die Konzentration von Ladungsträgern (Elektronen und Löcher) in einem intrinsischen Halbleiter im thermischen Gleichgewicht.ⓘ Intrinsische Konzentration [N_i]			+10% -10%

✖Das Oberflächenpotential ist ein Schlüsselparameter bei der Bewertung der Gleichstromeigenschaft von Dünnschichttransistoren.ⓘ Oberflächenpotential [Φ_s]

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Formel

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Oberflächenpotential

Formel

`"Φ"_{"s"} = 2*"V"_{"sb"}*ln("N"_{"A"}/"N"_{"i"})`

Beispiel

`"36.56754V"=2*"1.36V"*ln("1e+16/cm³"/"1.45e+10/cm³")`

Taschenrechner

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Oberflächenpotential Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Oberflächenpotential = 2*Potenzialdifferenz des Quellkörpers*ln(Akzeptorkonzentration/Intrinsische Konzentration)
Φ_s = 2*V_sb*ln(N_A/N_i)
Diese formel verwendet 1 Funktionen, 4 Variablen

Verwendete Funktionen

ln - Der natürliche Logarithmus, auch Logarithmus zur Basis e genannt, ist die Umkehrfunktion der natürlichen Exponentialfunktion., ln(Number)

Verwendete Variablen

Oberflächenpotential - (Gemessen in Volt) - Das Oberflächenpotential ist ein Schlüsselparameter bei der Bewertung der Gleichstromeigenschaft von Dünnschichttransistoren.
Potenzialdifferenz des Quellkörpers - (Gemessen in Volt) - Die Source-Body-Potentialdifferenz wird berechnet, wenn ein extern angelegtes Potential gleich der Summe des Spannungsabfalls über der Oxidschicht und des Spannungsabfalls über dem Halbleiter ist.
Akzeptorkonzentration - (Gemessen in 1 pro Kubikmeter) - Unter Akzeptorkonzentration versteht man die Konzentration von Akzeptor-Dotierstoffatomen in einem Halbleitermaterial.
Intrinsische Konzentration - (Gemessen in 1 pro Kubikmeter) - Unter intrinsischer Konzentration versteht man die Konzentration von Ladungsträgern (Elektronen und Löcher) in einem intrinsischen Halbleiter im thermischen Gleichgewicht.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Potenzialdifferenz des Quellkörpers: 1.36 Volt --> 1.36 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Akzeptorkonzentration: 1E+16 1 pro Kubikzentimeter --> 1E+22 1 pro Kubikmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Intrinsische Konzentration: 14500000000 1 pro Kubikzentimeter --> 1.45E+16 1 pro Kubikmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

Φ_s = 2*V_sb*ln(N_A/N_i) --> 2*1.36*ln(1E+22/1.45E+16)

Auswerten ... ...

Φ_s = 36.5675358441665

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

36.5675358441665 Volt --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

36.5675358441665 ≈ 36.56754 Volt <-- Oberflächenpotential

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Shobhit Dimri

Bipin Tripathi Kumaon Institut für Technologie (BTKIT), Dwarahat

Shobhit Dimri hat diesen Rechner und 900+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Urvi Rathod

Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad

Urvi Rathod hat diesen Rechner und 1900+ 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

Oberflächenpotential Formel

Oberflächenpotential = 2*Potenzialdifferenz des Quellkörpers*ln(Akzeptorkonzentration/Intrinsische Konzentration)
Φ_s = 2*V_sb*ln(N_A/N_i)

Warum berechnen wir das Oberflächenpotential?

Das Oberflächenpotential wird berechnet, um den Spannungspegel an der Halbleiteroberfläche zu bestimmen. Es hilft bei der Beurteilung der Geräteleistung, der Schwellenspannung und des Stromverbrauchs in CMOS-Transistoren und unterstützt so das Schaltungsdesign und die Optimierung.

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