Calculadora Potencial de superficie

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Optimización de materiales VLSI

Diseño VLSI analógico

✖La diferencia de potencial del cuerpo fuente se calcula cuando un potencial aplicado externamente es igual a la suma de la caída de voltaje a través de la capa de óxido y la caída de voltaje a través del semiconductor.ⓘ Diferencia de potencial del cuerpo fuente [V_sb]			+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%
✖La concentración intrínseca se refiere a la concentración de portadores de carga (electrones y huecos) en un semiconductor intrínseco en equilibrio térmico.ⓘ Concentración intrínseca [N_i]			+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]

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Fórmula

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Potencial de superficie

Fórmula

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

Ejemplo

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

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Potencial de superficie Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Potencial de superficie = 2*Diferencia de potencial del cuerpo fuente*ln(Concentración de aceptor/Concentración intrínseca)
Φ_s = 2*V_sb*ln(N_A/N_i)
Esta fórmula usa 1 Funciones, 4 Variables

Funciones utilizadas

ln - El logaritmo natural, también conocido como logaritmo en base e, es la función inversa de la función exponencial natural., ln(Number)

Variables utilizadas

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.
Diferencia de potencial del cuerpo fuente - (Medido en Voltio) - La diferencia de potencial del cuerpo fuente se calcula cuando un potencial aplicado externamente es igual a la suma de la caída de voltaje a través de la capa de óxido y la caída de voltaje a través del 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.
Concentración intrínseca - (Medido en 1 por metro cúbico) - La concentración intrínseca se refiere a la concentración de portadores de carga (electrones y huecos) en un semiconductor intrínseco en equilibrio térmico.

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

Diferencia de potencial del cuerpo fuente: 1.36 Voltio --> 1.36 Voltio No se requiere conversión
Concentración de aceptor: 1E+16 1 por centímetro cúbico --> 1E+22 1 por metro cúbico (Verifique la conversión aquí)
Concentración intrínseca: 14500000000 1 por centímetro cúbico --> 1.45E+16 1 por metro cúbico (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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

Evaluar ... ...

Φ_s = 36.5675358441665

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

36.5675358441665 Voltio --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

36.5675358441665 ≈ 36.56754 Voltio <-- Potencial de superficie

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Shobhit Dimri

Instituto de Tecnología Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat

¡Shobhit Dimri ha creado esta calculadora y 900+ más calculadoras!

Verificada por Urvi Rathod

Facultad de Ingeniería del Gobierno de Vishwakarma (VGEC), Ahmedabad

¡Urvi Rathod ha verificado esta calculadora y 1900+ 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

Potencial de superficie Fórmula

Potencial de superficie = 2*Diferencia de potencial del cuerpo fuente*ln(Concentración de aceptor/Concentración intrínseca)
Φ_s = 2*V_sb*ln(N_A/N_i)

¿Por qué calculamos el potencial superficial?

El potencial superficial se calcula para determinar el nivel de voltaje en la superficie del semiconductor. Ayuda a evaluar el rendimiento del dispositivo, el voltaje umbral y el consumo de energía en transistores CMOS, lo que ayuda en el diseño y optimización de circuitos.

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