Réduction de tension de seuil de canal court VLSI Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Réduction de tension de seuil de canal court = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentration d'accepteur*abs(2*Potentiel des surfaces))*Profondeur de jonction)/(Capacité d'oxyde par unité de surface*2*Longueur du canal)*((sqrt(1+(2*Profondeur d'appauvrissement de la jonction Pn avec source)/Profondeur de jonction)-1)+(sqrt(1+(2*Profondeur d'épuisement de la jonction Pn avec drain)/Profondeur de jonction)-1))
ΔVT0 = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*NA*abs(2*Φs))*xj)/(Coxide*2*L)*((sqrt(1+(2*xdS)/xj)-1)+(sqrt(1+(2*xdD)/xj)-1))
Cette formule utilise 3 Constantes, 2 Les fonctions, 8 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
Réduction de tension de seuil de canal court - (Mesuré en Volt) - La réduction de tension de seuil de canal court est définie comme une réduction de la tension de seuil du MOSFET en raison de l'effet de canal court.
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.
Profondeur de jonction - (Mesuré en Mètre) - La profondeur de jonction est définie comme la distance entre la surface d'un matériau semi-conducteur et le point où se produit un changement significatif dans la concentration d'atomes dopants.
Capacité d'oxyde par unité de surface - (Mesuré en Farad par mètre carré) - La capacité d'oxyde par unité de surface est définie comme la capacité par unité de surface de la couche d'oxyde isolante qui sépare la grille métallique du matériau 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.
Profondeur d'appauvrissement de la jonction Pn avec source - (Mesuré en Mètre) - La profondeur d'épuisement de la jonction Pn avec source est définie comme la région autour d'une jonction pn où les porteurs de charge ont été épuisés en raison de la formation d'un champ électrique.
Profondeur d'épuisement de la jonction Pn avec drain - (Mesuré en Mètre) - La profondeur d'appauvrissement de la jonction Pn avec drain est définie comme l'extension de la région d'appauvrissement dans le matériau semi-conducteur près de la borne de drain.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
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
Profondeur de jonction: 2 Micromètre --> 2E-06 Mètre (Vérifiez la conversion ​ici)
Capacité d'oxyde par unité de surface: 0.0703 Microfarad par centimètre carré --> 0.000703 Farad par mètre carré (Vérifiez la conversion ​ici)
Longueur du canal: 2.5 Micromètre --> 2.5E-06 Mètre (Vérifiez la conversion ​ici)
Profondeur d'appauvrissement de la jonction Pn avec source: 0.314 Micromètre --> 3.14E-07 Mètre (Vérifiez la conversion ​ici)
Profondeur d'épuisement de la jonction Pn avec drain: 0.534 Micromètre --> 5.34E-07 Mètre (Vérifiez la conversion ​ici)
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
ΔVT0 = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*NA*abs(2*Φs))*xj)/(Coxide*2*L)*((sqrt(1+(2*xdS)/xj)-1)+(sqrt(1+(2*xdD)/xj)-1)) --> (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*1E+22*abs(2*6.86))*2E-06)/(0.000703*2*2.5E-06)*((sqrt(1+(2*3.14E-07)/2E-06)-1)+(sqrt(1+(2*5.34E-07)/2E-06)-1))
Évaluer ... ...
ΔVT0 = 0.467200582407994
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
0.467200582407994 Volt --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
0.467200582407994 0.467201 Volt <-- Réduction de tension de seuil de canal court
(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Crédits

Creator Image
Créé par Priyanka Patel
Collège d'ingénierie Lalbhai Dalpatbhai (PEMD), Ahmedabad
Priyanka Patel a créé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!
Verifier Image
Vérifié par Santhosh Yadav
Collège d'ingénierie Dayananda Sagar (DSCE), Banglore
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25 Optimisation des matériaux VLSI Calculatrices

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

Réduction de tension de seuil de canal court VLSI Formule

Réduction de tension de seuil de canal court = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentration d'accepteur*abs(2*Potentiel des surfaces))*Profondeur de jonction)/(Capacité d'oxyde par unité de surface*2*Longueur du canal)*((sqrt(1+(2*Profondeur d'appauvrissement de la jonction Pn avec source)/Profondeur de jonction)-1)+(sqrt(1+(2*Profondeur d'épuisement de la jonction Pn avec drain)/Profondeur de jonction)-1))
ΔVT0 = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*NA*abs(2*Φs))*xj)/(Coxide*2*L)*((sqrt(1+(2*xdS)/xj)-1)+(sqrt(1+(2*xdD)/xj)-1))
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