Calculadora Voltaje de umbral adicional de canal estrecho VLSI

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Optimización de materiales VLSI

Diseño VLSI analógico

✖Un parámetro empírico es una constante o valor utilizado en un modelo, ecuación o teoría que se deriva de experimentos y observaciones en lugar de deducirse teóricamente.ⓘ Parámetro empírico [k]			+10% -10%
✖El agotamiento del volumen de extensión vertical en el sustrato se refiere a la profundidad de la región de agotamiento en el sustrato (a granel) del MOSFET.ⓘ Agotamiento del volumen vertical en el sustrato [x_dm]			+10% -10%
✖El ancho del canal se define como el ancho físico del canal semiconductor entre los terminales de fuente y drenaje dentro de la estructura del transistor.ⓘ Ancho de banda [W_c]			+10% -10%
✖La capacitancia de óxido por unidad de área se define como la capacitancia por unidad de área de la capa de óxido aislante que separa la puerta metálica del material semiconductor.ⓘ Capacitancia de óxido por unidad de área [C_oxide]			+10% -10%
✖La concentración del aceptor se refiere a la concentración de átomos dopantes aceptores en un material semiconductor.ⓘ Concentración de aceptor [N_A]			+10% -10%
✖El potencial de superficie es un parámetro clave en la evaluación de la propiedad de CC de los transistores de película delgada.ⓘ Potencial de superficie [Φ_s]			+10% -10%

✖El voltaje de umbral adicional de canal estrecho se define como una contribución adicional al voltaje de umbral debido a los efectos de canal estrecho en MOSFET.ⓘ Voltaje de umbral adicional de canal estrecho VLSI [ΔV_T0(nc)]

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Fórmula

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Voltaje de umbral adicional de canal estrecho VLSI

Fórmula

`"ΔV"_{"T0(nc)"} = (("k"*"x"_{"dm"})/("W"_{"c"}*"C"_{"oxide"}))*(sqrt(2*"[Charge-e]"*"N"_{"A"}*"[Permitivity-vacuum]"*"[Permitivity-silicon]"*abs(2*"Φ"_{"s"})))`

Ejemplo

`"2.382463V"=(("1.57"*"1.25μm")/("2.5μm"*"0.0703μF/cm²"))*(sqrt(2*"[Charge-e]"*"1e+16/cm³"*"[Permitivity-vacuum]"*"[Permitivity-silicon]"*abs(2*"6.86V")))`

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Voltaje de umbral adicional de canal estrecho VLSI Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Voltaje de umbral adicional de canal estrecho = ((Parámetro empírico*Agotamiento del volumen vertical en el sustrato)/(Ancho de banda*Capacitancia de óxido por unidad de área))*(sqrt(2*[Charge-e]*Concentración de aceptor*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*Potencial de superficie)))
ΔV_T0(nc) = ((k*x_dm)/(W_c*C_oxide))*(sqrt(2*[Charge-e]*N_A*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*Φ_s)))
Esta fórmula usa 3 Constantes, 2 Funciones, 7 Variables

Constantes utilizadas

[Permitivity-silicon] - Permitividad del silicio Valor tomado como 11.7
[Permitivity-vacuum] - Permitividad del vacío Valor tomado como 8.85E-12
[Charge-e] - carga de electrones Valor tomado como 1.60217662E-19

Funciones utilizadas

sqrt - Una función de raíz cuadrada es una función que toma un número no negativo como entrada y devuelve la raíz cuadrada del número de entrada dado., sqrt(Number)
abs - El valor absoluto de un número es su distancia del cero en la recta numérica. Siempre es un valor positivo, ya que representa la magnitud de un número sin considerar su dirección., abs(Number)

Variables utilizadas

Voltaje de umbral adicional de canal estrecho - (Medido en Voltio) - El voltaje de umbral adicional de canal estrecho se define como una contribución adicional al voltaje de umbral debido a los efectos de canal estrecho en MOSFET.
Parámetro empírico - Un parámetro empírico es una constante o valor utilizado en un modelo, ecuación o teoría que se deriva de experimentos y observaciones en lugar de deducirse teóricamente.
Agotamiento del volumen vertical en el sustrato - (Medido en Metro) - El agotamiento del volumen de extensión vertical en el sustrato se refiere a la profundidad de la región de agotamiento en el sustrato (a granel) del MOSFET.
Ancho de banda - (Medido en Metro) - El ancho del canal se define como el ancho físico del canal semiconductor entre los terminales de fuente y drenaje dentro de la estructura del transistor.
Capacitancia de óxido por unidad de área - (Medido en Farad por metro cuadrado) - La capacitancia de óxido por unidad de área se define como la capacitancia por unidad de área de la capa de óxido aislante que separa la puerta metálica del material semiconductor.
Concentración de aceptor - (Medido en 1 por metro cúbico) - La concentración del aceptor se refiere a la concentración de átomos dopantes aceptores en un material semiconductor.
Potencial de superficie - (Medido en Voltio) - El potencial de superficie es un parámetro clave en la evaluación de la propiedad de CC de los transistores de película delgada.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Parámetro empírico: 1.57 --> No se requiere conversión
Agotamiento del volumen vertical en el sustrato: 1.25 Micrómetro --> 1.25E-06 Metro (Verifique la conversión aquí)
Ancho de banda: 2.5 Micrómetro --> 2.5E-06 Metro (Verifique la conversión aquí)
Capacitancia de óxido por unidad de área: 0.0703 Microfaradio por centímetro cuadrado --> 0.000703 Farad por metro cuadrado (Verifique la conversión aquí)
Concentración de aceptor: 1E+16 1 por centímetro cúbico --> 1E+22 1 por metro cúbico (Verifique la conversión aquí)
Potencial de superficie: 6.86 Voltio --> 6.86 Voltio No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

ΔV_T0(nc) = ((k*x_dm)/(W_c*C_oxide))*(sqrt(2*[Charge-e]*N_A*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*Φ_s))) --> ((1.57*1.25E-06)/(2.5E-06*0.000703))*(sqrt(2*[Charge-e]*1E+22*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*6.86)))

Evaluar ... ...

ΔV_T0(nc) = 2.38246289976913

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

2.38246289976913 Voltio --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

2.38246289976913 ≈ 2.382463 Voltio <-- Voltaje de umbral adicional de canal estrecho

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Priyanka Patel

Facultad de ingeniería Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

¡Priyanka Patel ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por Santhosh Yadav

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), banglore

¡Santhosh Yadav ha verificado esta calculadora y 50+ más calculadoras!

< 25 Optimización de materiales VLSI Calculadoras

Región de agotamiento masivo Densidad de carga VLSI

Vamos Densidad de carga de la región de agotamiento masivo = -(1-((Extensión lateral de la región de agotamiento con fuente+Extensión lateral de la región de agotamiento con drenaje)/(2*Longitud del canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentración de aceptor*abs(2*Potencial de superficie))

Coeficiente de efecto corporal

Vamos Coeficiente de efecto corporal = modulus((Voltaje umbral-Tensión umbral DIBL)/(sqrt(Potencial de superficie+(Diferencia de potencial del cuerpo fuente))-sqrt(Potencial de superficie)))

Voltaje incorporado de unión VLSI

Vamos Voltaje incorporado de unión = ([BoltZ]*Temperatura/[Charge-e])*ln(Concentración de aceptor*Concentración de donantes/(Concentración intrínseca)^2)

Profundidad de agotamiento de la unión PN con fuente VLSI

Vamos Profundidad de agotamiento de la unión Pn con fuente = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Voltaje incorporado de unión)/([Charge-e]*Concentración de aceptor))

Capacitancia parasitaria total de la fuente

Vamos Capacitancia parásita de fuente = (Capacitancia entre la unión del cuerpo y la fuente.*Área de difusión de fuentes)+(Capacitancia entre la unión del cuerpo y la pared lateral.*Perímetro de difusión de la fuente en la pared lateral)

Corriente de saturación de canal corto VLSI

Vamos Corriente de saturación de canal corto = Ancho de banda*Velocidad de deriva de electrones de saturación*Capacitancia de óxido por unidad de área*Voltaje de fuente de drenaje de saturación

Corriente de unión

Vamos Corriente de unión = (Energía estática/Voltaje base del colector)-(Corriente subumbral+Contención actual+Corriente de puerta)

Potencial de superficie

Vamos Potencial de superficie = 2*Diferencia de potencial del cuerpo fuente*ln(Concentración de aceptor/Concentración intrínseca)

Longitud de puerta usando la capacitancia de óxido de puerta

Vamos Longitud de la puerta = Capacitancia de puerta/(Capacitancia de la capa de óxido de puerta*Ancho de la puerta)

Capacitancia de óxido de puerta

Vamos Capacitancia de la capa de óxido de puerta = Capacitancia de puerta/(Ancho de la puerta*Longitud de la puerta)

Pendiente subumbral

Vamos Pendiente subumbral = Diferencia de potencial del cuerpo fuente*Coeficiente DIBL*ln(10)

Coeficiente DIBL

Vamos Coeficiente DIBL = (Tensión umbral DIBL-Voltaje umbral)/Drenar a la fuente potencial

Capacitancia de la puerta

Vamos Capacitancia de puerta = Cargo del canal/(Voltaje de puerta a canal-Voltaje umbral)

Voltaje de umbral

Vamos Voltaje umbral = Voltaje de puerta a canal-(Cargo del canal/Capacitancia de puerta)

Carga de canal

Vamos Cargo del canal = Capacitancia de puerta*(Voltaje de puerta a canal-Voltaje umbral)

Voltaje de umbral cuando la fuente está en el potencial del cuerpo

Vamos Tensión umbral DIBL = Coeficiente DIBL*Drenar a la fuente potencial+Voltaje umbral

Capacitancia de óxido después de VLSI de escala completa

Vamos Capacitancia de óxido después del escalado completo = Capacitancia de óxido por unidad de área*Factor de escala

Espesor del óxido de compuerta después del VLSI de escala completa

Vamos Espesor del óxido de puerta después del escalado completo = Espesor del óxido de la puerta/Factor de escala

Capacitancia de puerta intrínseca

Vamos Capacitancia de superposición de puerta MOS = Capacitancia de puerta MOS*Ancho de transición

Profundidad de unión después de VLSI de escala completa

Vamos Profundidad de unión después de la escala completa = Profundidad de unión/Factor de escala

Longitud del canal después del VLSI de escala completa

Vamos Longitud del canal después de la escala completa = Longitud del canal/Factor de escala

Ancho del canal después del VLSI de escala completa

Vamos Ancho del canal después de la escala completa = Ancho de banda/Factor de escala

Voltaje crítico

Vamos Voltaje crítico = Campo eléctrico crítico*Campo eléctrico a lo largo del canal

Movilidad en Mosfet

Vamos Movilidad en MOSFET = k primer/Capacitancia de la capa de óxido de puerta

K-Prime

Vamos k primer = Movilidad en MOSFET*Capacitancia de la capa de óxido de puerta

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