Densité de charge de la région d'épuisement en vrac VLSI Calculatrice

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Optimisation des matériaux VLSI

Conception VLSI analogique

✖Étendue latérale de la région d'appauvrissement avec la source : distance horizontale sur laquelle la région d'appauvrissement s'étend latéralement à partir du terminal source dans un dispositif semi-conducteur.ⓘ Étendue latérale de la région d'épuisement avec source [ΔL_s]			+10% -10%
✖Étendue latérale de la région d'appauvrissement avec drain : distance horizontale sur laquelle la région d'appauvrissement s'étend latéralement à partir de la borne de drain dans un dispositif semi-conducteur.ⓘ Étendue latérale de la région d'épuisement avec drain [ΔL_D]			+10% -10%
✖La longueur du canal fait référence à la longueur physique du matériau semi-conducteur entre les bornes source et drain au sein de la structure du transistor.ⓘ Longueur du canal [L]			+10% -10%
✖La concentration d'accepteur fait référence à la concentration d'atomes de dopant accepteur dans un matériau semi-conducteur.ⓘ Concentration d'accepteur [N_A]			+10% -10%
✖Le potentiel de surface est un paramètre clé dans l’évaluation de la propriété DC des transistors à couches minces.ⓘ Potentiel des surfaces [Φ_s]			+10% -10%

✖La densité de charge de la région d'appauvrissement en vrac est définie comme la charge électrique par unité de surface associée à la région d'appauvrissement dans la majeure partie d'un dispositif semi-conducteur.ⓘ Densité de charge de la région d'épuisement en vrac VLSI [Q_B0]

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Formule

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Densité de charge de la région d'épuisement en vrac VLSI

Formule

`"Q"_{"B0"} = -(1-(("ΔL"_{"s"}+"ΔL"_{"D"})/(2*"L")))*sqrt(2*"[Charge-e]"*"[Permitivity-silicon]"*"[Permitivity-vacuum]"*"N"_{"A"}*abs(2*"Φ"_{"s"}))`

Exemple

`"-0.200558μC/cm²"=-(1-(("0.1μm"+"0.2μm")/(2*"2.5μm")))*sqrt(2*"[Charge-e]"*"[Permitivity-silicon]"*"[Permitivity-vacuum]"*"1e+16/cm³"*abs(2*"6.86V"))`

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Densité de charge de la région d'épuisement en vrac VLSI Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Densité de charge de la région d'épuisement global = -(1-((Étendue latérale de la région d'épuisement avec source+Étendue latérale de la région d'épuisement avec drain)/(2*Longueur du canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentration d'accepteur*abs(2*Potentiel des surfaces))
Q_B0 = -(1-((ΔL_s+ΔL_D)/(2*L)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*N_A*abs(2*Φ_s))
Cette formule utilise 3 Constantes, 2 Les fonctions, 6 Variables

Constantes utilisées

[Permitivity-silicon] - Permittivité du silicium Valeur prise comme 11.7
[Permitivity-vacuum] - Permittivité du vide Valeur prise comme 8.85E-12
[Charge-e] - Charge d'électron Valeur prise comme 1.60217662E-19

Fonctions utilisées

sqrt - Une fonction racine carrée est une fonction qui prend un nombre non négatif comme entrée et renvoie la racine carrée du nombre d'entrée donné., sqrt(Number)
abs - La valeur absolue d'un nombre est sa distance par rapport à zéro sur la droite numérique. C'est toujours une valeur positive, car elle représente la grandeur d'un nombre sans tenir compte de sa direction., abs(Number)

Variables utilisées

Densité de charge de la région d'épuisement global - (Mesuré en Coulomb au mètre carré) - La densité de charge de la région d'appauvrissement en vrac est définie comme la charge électrique par unité de surface associée à la région d'appauvrissement dans la majeure partie d'un dispositif semi-conducteur.
Étendue latérale de la région d'épuisement avec source - (Mesuré en Mètre) - Étendue latérale de la région d'appauvrissement avec la source : distance horizontale sur laquelle la région d'appauvrissement s'étend latéralement à partir du terminal source dans un dispositif semi-conducteur.
Étendue latérale de la région d'épuisement avec drain - (Mesuré en Mètre) - Étendue latérale de la région d'appauvrissement avec drain : distance horizontale sur laquelle la région d'appauvrissement s'étend latéralement à partir de la borne de drain dans un dispositif semi-conducteur.
Longueur du canal - (Mesuré en Mètre) - La longueur du canal fait référence à la longueur physique du matériau semi-conducteur entre les bornes source et drain au sein de la structure du transistor.
Concentration d'accepteur - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La concentration d'accepteur fait référence à la concentration d'atomes de dopant accepteur dans un matériau semi-conducteur.
Potentiel des surfaces - (Mesuré en Volt) - Le potentiel de surface est un paramètre clé dans l’évaluation de la propriété DC des transistors à couches minces.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Étendue latérale de la région d'épuisement avec source: 0.1 Micromètre --> 1E-07 Mètre (Vérifiez la conversion ici)
Étendue latérale de la région d'épuisement avec drain: 0.2 Micromètre --> 2E-07 Mètre (Vérifiez la conversion ici)
Longueur du canal: 2.5 Micromètre --> 2.5E-06 Mètre (Vérifiez la conversion ici)
Concentration d'accepteur: 1E+16 1 par centimètre cube --> 1E+22 1 par mètre cube (Vérifiez la conversion ici)
Potentiel des surfaces: 6.86 Volt --> 6.86 Volt Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

Q_B0 = -(1-((ΔL_s+ΔL_D)/(2*L)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*N_A*abs(2*Φ_s)) --> -(1-((1E-07+2E-07)/(2*2.5E-06)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*1E+22*abs(2*6.86))

Évaluer ... ...

Q_B0 = -0.00200557851391776

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

-0.00200557851391776 Coulomb au mètre carré -->-0.200557851391776 Microcoulomb par centimètre carré (Vérifiez la conversion ici)

RÉPONSE FINALE

-0.200557851391776 ≈ -0.200558 Microcoulomb par centimètre carré <-- Densité de charge de la région d'épuisement global

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Priyanka Patel

Collège d'ingénierie Lalbhai Dalpatbhai (PEMD), Ahmedabad

Priyanka Patel a créé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!

Vérifié par Santhosh Yadav

Collège d'ingénierie Dayananda Sagar (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav a validé cette calculatrice et 50+ autres calculatrices!

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Densité de charge de la région d'épuisement en vrac VLSI

Aller Densité de charge de la région d'épuisement global = -(1-((Étendue latérale de la région d'épuisement avec source+Étendue latérale de la région d'épuisement avec drain)/(2*Longueur du canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentration d'accepteur*abs(2*Potentiel des surfaces))

Coefficient d'effet corporel

Aller Coefficient d'effet corporel = modulus((Tension de seuil-Tension de seuil DIBL)/(sqrt(Potentiel des surfaces+(Différence potentielle du corps source))-sqrt(Potentiel des surfaces)))

Profondeur d'appauvrissement de la jonction PN avec source VLSI

Aller Profondeur d'appauvrissement de la jonction Pn avec source = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Tension intégrée de jonction)/([Charge-e]*Concentration d'accepteur))

Jonction Tension intégrée VLSI

Aller Tension intégrée de jonction = ([BoltZ]*Température/[Charge-e])*ln(Concentration d'accepteur*Concentration des donneurs/(Concentration intrinsèque)^2)

Capacité parasitaire totale de la source

Aller Capacité parasite de la source = (Capacité entre la jonction du corps et la source*Zone de diffusion de la source)+(Capacité entre la jonction du corps et la paroi latérale*Périmètre de paroi latérale de diffusion de la source)

Courant de saturation des canaux courts VLSI

Aller Courant de saturation des canaux courts = Largeur de canal*Vitesse de dérive des électrons de saturation*Capacité d'oxyde par unité de surface*Tension de source de drain de saturation

Courant de jonction

Aller Courant de jonction = (Puissance statique/Tension du collecteur de base)-(Courant sous-seuil+Conflit actuel+Courant de porte)

Potentiel de surface

Aller Potentiel des surfaces = 2*Différence potentielle du corps source*ln(Concentration d'accepteur/Concentration intrinsèque)

Longueur de porte en utilisant la capacité d'oxyde de porte

Aller Longueur de la porte = Capacité de porte/(Capacité de la couche d'oxyde de grille*Largeur du portail)

Capacité d'oxyde de porte

Aller Capacité de la couche d'oxyde de grille = Capacité de porte/(Largeur du portail*Longueur de la porte)

Coefficient DIBL

Aller Coefficient DIBL = (Tension de seuil DIBL-Tension de seuil)/Potentiel de drainage vers la source

Tension de seuil lorsque la source est au potentiel du corps

Aller Tension de seuil DIBL = Coefficient DIBL*Potentiel de drainage vers la source+Tension de seuil

Pente sous-seuil

Aller Pente sous-seuil = Différence potentielle du corps source*Coefficient DIBL*ln(10)

Capacité d'oxyde après mise à l'échelle complète du VLSI

Aller Capacité d'oxyde après mise à l'échelle complète = Capacité d'oxyde par unité de surface*Facteur d'échelle

Épaisseur d'oxyde de grille après mise à l'échelle complète du VLSI

Aller Épaisseur d'oxyde de porte après mise à l'échelle complète = Épaisseur d'oxyde de porte/Facteur d'échelle

Capacité de porte

Aller Capacité de porte = Frais de canal/(Tension porte à canal-Tension de seuil)

Tension de seuil

Aller Tension de seuil = Tension porte à canal-(Frais de canal/Capacité de porte)

Charge de canal

Aller Frais de canal = Capacité de porte*(Tension porte à canal-Tension de seuil)

Profondeur de jonction après mise à l'échelle complète du VLSI

Aller Profondeur de jonction après mise à l'échelle complète = Profondeur de jonction/Facteur d'échelle

Tension critique

Aller Tension critique = Champ électrique critique*Champ électrique sur toute la longueur du canal

Longueur du canal après mise à l'échelle complète du VLSI

Aller Longueur du canal après mise à l'échelle complète = Longueur du canal/Facteur d'échelle

Capacité de porte intrinsèque

Aller Capacité de chevauchement de porte MOS = Capacité de la porte MOS*Largeur de transition

Largeur de canal après mise à l'échelle complète du VLSI

Aller Largeur du canal après mise à l'échelle complète = Largeur de canal/Facteur d'échelle

Mobilité à Mosfet

Aller Mobilité dans MOSFET = K Premier/Capacité de la couche d'oxyde de grille

K-Prime

Aller K Premier = Mobilité dans MOSFET*Capacité de la couche d'oxyde de grille

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