Potentiel de surface Calculatrice

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Optimisation des matériaux VLSI

Conception VLSI analogique

✖La différence de potentiel du corps source est calculée lorsqu'un potentiel appliqué de manière externe est égal à la somme de la chute de tension aux bornes de la couche d'oxyde et de la chute de tension aux bornes du semi-conducteur.ⓘ Différence potentielle du corps source [V_sb]			+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%
✖La concentration intrinsèque fait référence à la concentration de porteurs de charge (électrons et trous) dans un semi-conducteur intrinsèque à l'équilibre thermique.ⓘ Concentration intrinsèque [N_i]			+10% -10%

✖Le potentiel de surface est un paramètre clé dans l’évaluation de la propriété DC des transistors à couches minces.ⓘ Potentiel de surface [Φ_s]

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Formule

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Potentiel de surface

Formule

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

Exemple

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

Calculatrice

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Potentiel de surface Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Potentiel des surfaces = 2*Différence potentielle du corps source*ln(Concentration d'accepteur/Concentration intrinsèque)
Φ_s = 2*V_sb*ln(N_A/N_i)
Cette formule utilise 1 Les fonctions, 4 Variables

Fonctions utilisées

ln - Le logarithme népérien, également appelé logarithme en base e, est la fonction inverse de la fonction exponentielle naturelle., ln(Number)

Variables utilisées

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.
Différence potentielle du corps source - (Mesuré en Volt) - La différence de potentiel du corps source est calculée lorsqu'un potentiel appliqué de manière externe est égal à la somme de la chute de tension aux bornes de la couche d'oxyde et de la chute de tension aux bornes du semi-conducteur.
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.
Concentration intrinsèque - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La concentration intrinsèque fait référence à la concentration de porteurs de charge (électrons et trous) dans un semi-conducteur intrinsèque à l'équilibre thermique.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Différence potentielle du corps source: 1.36 Volt --> 1.36 Volt Aucune conversion requise
Concentration d'accepteur: 1E+16 1 par centimètre cube --> 1E+22 1 par mètre cube (Vérifiez la conversion ici)
Concentration intrinsèque: 14500000000 1 par centimètre cube --> 1.45E+16 1 par mètre cube (Vérifiez la conversion ici)

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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

Évaluer ... ...

Φ_s = 36.5675358441665

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

36.5675358441665 Volt --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

36.5675358441665 ≈ 36.56754 Volt <-- Potentiel des surfaces

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Shobhit Dimri

Institut de technologie Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat

Shobhit Dimri a créé cette calculatrice et 900+ autres calculatrices!

Vérifié par Urvi Rathod

Collège d'ingénierie du gouvernement de Vishwakarma (VGEC), Ahmedabad

Urvi Rathod a validé cette calculatrice et 1900+ autres calculatrices!

< 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

Potentiel de surface Formule

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

Pourquoi calcule-t-on le potentiel de surface ?

Le potentiel de surface est calculé pour déterminer le niveau de tension à la surface du semi-conducteur. Il permet d'évaluer les performances des appareils, la tension de seuil et la consommation d'énergie des transistors CMOS, facilitant ainsi la conception et l'optimisation des circuits.

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