Arbeitsfunktion im MOSFET Taschenrechner

✖Der Vakuumpegel ist ein theoretischer Energiepegel, der eine Grundlage für das Verständnis der Energiepegel in den Halbleiter- und Metallbereichen des MOSFET bietet.ⓘ Vakuumniveau [qχ]			+10% -10%
✖Das Leitungsband-Energieniveau ist ein Energieband innerhalb des Halbleitermaterials, in dem sich Elektronen frei bewegen und zur elektrischen Leitung beitragen können.ⓘ Energieniveau des Leitungsbandes [E_c]			+10% -10%
✖Das Fermi-Niveau stellt das Energieniveau dar, bei dem Elektronen eine 50-prozentige Wahrscheinlichkeit haben, bei der absoluten Nulltemperatur besetzt zu sein.ⓘ Fermi-Level [E_F]			+10% -10%

✖Die Arbeitsfunktion ist die Energie, die ein Elektron benötigt, um sich vom Fermi-Niveau in den freien Raum zu bewegen.ⓘ Arbeitsfunktion im MOSFET [qΦ_S]

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Formel

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Arbeitsfunktion im MOSFET

Formel

`"qΦ"_{"S"} = "qχ"+("E"_{"c"}-"E"_{"F"})`

Beispiel

`"4.6E^-19V"="5.1eV"+("3.01eV"-"5.24eV")`

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Arbeitsfunktion im MOSFET Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Arbeitsfuntkion = Vakuumniveau+(Energieniveau des Leitungsbandes-Fermi-Level)
qΦ_S = qχ+(E_c-E_F)
Diese formel verwendet 4 Variablen

Verwendete Variablen

Arbeitsfuntkion - (Gemessen in Volt) - Die Arbeitsfunktion ist die Energie, die ein Elektron benötigt, um sich vom Fermi-Niveau in den freien Raum zu bewegen.
Vakuumniveau - (Gemessen in Joule) - Der Vakuumpegel ist ein theoretischer Energiepegel, der eine Grundlage für das Verständnis der Energiepegel in den Halbleiter- und Metallbereichen des MOSFET bietet.
Energieniveau des Leitungsbandes - (Gemessen in Joule) - Das Leitungsband-Energieniveau ist ein Energieband innerhalb des Halbleitermaterials, in dem sich Elektronen frei bewegen und zur elektrischen Leitung beitragen können.
Fermi-Level - (Gemessen in Joule) - Das Fermi-Niveau stellt das Energieniveau dar, bei dem Elektronen eine 50-prozentige Wahrscheinlichkeit haben, bei der absoluten Nulltemperatur besetzt zu sein.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Vakuumniveau: 5.1 Elektronen Volt --> 8.17110438300004E-19 Joule (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Energieniveau des Leitungsbandes: 3.01 Elektronen Volt --> 4.82255376330002E-19 Joule (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Fermi-Level: 5.24 Elektronen Volt --> 8.39540920920004E-19 Joule (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

qΦ_S = qχ+(E_c-E_F) --> 8.17110438300004E-19+(4.82255376330002E-19-8.39540920920004E-19)

Auswerten ... ...

qΦ_S = 4.59824893710002E-19

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

4.59824893710002E-19 Volt --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

4.59824893710002E-19 ≈ 4.6E-19 Volt <-- Arbeitsfuntkion

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Banuprakash

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Bangalore

Banuprakash hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Dipanjona Mallick

Heritage Institute of Technology (HITK), Kalkutta

Dipanjona Mallick hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner verifiziert!

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Äquivalenzfaktor der Seitenwandspannung

Gehen Äquivalenzfaktor der Seitenwandspannung = -(2*sqrt(Eingebautes Potenzial von Seitenwandverbindungen)/(Endspannung-Anfangsspannung)*(sqrt(Eingebautes Potenzial von Seitenwandverbindungen-Endspannung)-sqrt(Eingebautes Potenzial von Seitenwandverbindungen-Anfangsspannung)))

Ziehen Sie den Strom im linearen Bereich herunter

Gehen Pulldown-Strom im linearen Bereich = sum(x,0,Anzahl paralleler Treibertransistoren,(Elektronenmobilität*Oxidkapazität/2)*(Kanalbreite/Kanallänge)*(2*(Gate-Source-Spannung-Grenzspannung)*Ausgangsspannung-Ausgangsspannung^2))

Knotenspannung bei gegebener Instanz

Gehen Knotenspannung bei gegebener Instanz = (Transkonduktanzfaktor/Knotenkapazität)*int(exp(-(1/(Knotenwiderstand*Knotenkapazität))*(Zeitraum-x))*In den Knoten fließender Strom*x,x,0,Zeitraum)

Ziehen Sie den Strom in den Sättigungsbereich

Gehen Sättigungsbereich Pulldown-Strom = sum(x,0,Anzahl paralleler Treibertransistoren,(Elektronenmobilität*Oxidkapazität/2)*(Kanalbreite/Kanallänge)*(Gate-Source-Spannung-Grenzspannung)^2)

Sättigungszeit

Gehen Sättigungszeit = -2*Ladekapazität/(Transkonduktanz-Prozessparameter*(Hohe Ausgangsspannung-Grenzspannung)^2)*int(1,x,Hohe Ausgangsspannung,Hohe Ausgangsspannung-Grenzspannung)

Zeitverzögerung, wenn NMOS im linearen Bereich arbeitet

Gehen Linearer Bereich in der Zeitverzögerung = -2*Sperrschichtkapazität*int(1/(Transkonduktanz-Prozessparameter*(2*(Eingangsspannung-Grenzspannung)*x-x^2)),x,Anfangsspannung,Endspannung)

Drainstrom fließt durch den MOS-Transistor

Gehen Stromverbrauch = (Kanalbreite/Kanallänge)*Elektronenmobilität*Oxidkapazität*int((Gate-Source-Spannung-x-Grenzspannung),x,0,Drain-Quellenspannung)

Ladungsdichte im Verarmungsbereich

Gehen Dichte der Sperrschichtladung = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Dopingkonzentration des Akzeptors*modulus(Oberflächenpotential-Bulk-Fermi-Potenzial)))

Tiefe der mit dem Abfluss verbundenen Erschöpfungsregion

Gehen Region der Erschöpfungstiefe von Drain = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Eingebautes Verbindungspotential+Drain-Quellenspannung))/([Charge-e]*Dopingkonzentration des Akzeptors))

Drainstrom im Sättigungsbereich im MOS-Transistor

Gehen Drainstrom im Sättigungsbereich = Kanalbreite*Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit*int(Aufladen*Kurzkanalparameter,x,0,Effektive Kanallänge)

Maximale Erschöpfungstiefe

Gehen Maximale Erschöpfungstiefe = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Bulk-Fermi-Potenzial))/([Charge-e]*Dopingkonzentration des Akzeptors))

Fermipotential für P-Typ

Gehen Fermipotential für P-Typ = ([BoltZ]*Absolute Temperatur)/[Charge-e]*ln(Intrinsische Trägerkonzentration/Dopingkonzentration des Akzeptors)

Fermipotential für N-Typ

Gehen Fermipotential für N-Typ = ([BoltZ]*Absolute Temperatur)/[Charge-e]*ln(Donator-Dotierstoffkonzentration/Intrinsische Trägerkonzentration)

Eingebautes Potenzial in der Erschöpfungsregion

Gehen Eingebaute Spannung = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Dopingkonzentration des Akzeptors*modulus(-2*Bulk-Fermi-Potenzial)))

Mit der Quelle verbundene Tiefe der Erschöpfungsregion

Gehen Region der Erschöpfungstiefe der Quelle = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Eingebautes Verbindungspotential)/([Charge-e]*Dopingkonzentration des Akzeptors))

Äquivalente Großsignalkapazität

Gehen Äquivalente Großsignalkapazität = (1/(Endspannung-Anfangsspannung))*int(Sperrschichtkapazität*x,x,Anfangsspannung,Endspannung)

Substrat-Vorspannungskoeffizient

Gehen Substrat-Vorspannungskoeffizient = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Dopingkonzentration des Akzeptors)/Oxidkapazität

Durchschnittliche Verlustleistung über einen bestimmten Zeitraum

Gehen Durchschnittliche Kraft = (1/Gesamtzeitaufwand)*int(Stromspannung*Aktuell,x,0,Gesamtzeitaufwand)

Äquivalente Großsignal-Verbindungskapazität

Gehen Äquivalente Großsignal-Verbindungskapazität = Umfang der Seitenwand*Seitenwandübergangskapazität*Äquivalenzfaktor der Seitenwandspannung

Arbeitsfunktion im MOSFET

Gehen Arbeitsfuntkion = Vakuumniveau+(Energieniveau des Leitungsbandes-Fermi-Level)

Seitenwandübergangskapazität ohne Vorspannung pro Längeneinheit

Gehen Seitenwandübergangskapazität = Null-Bias-Seitenwandübergangspotential*Tiefe der Seitenwand

Arbeitsfunktion im MOSFET Formel

Arbeitsfuntkion = Vakuumniveau+(Energieniveau des Leitungsbandes-Fermi-Level)
qΦ_S = qχ+(E_c-E_F)

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