VLSI di tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto calcolatrice

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Ottimizzazione dei materiali VLSI

Progettazione VLSI analogica

✖Il parametro empirico è una costante o un valore utilizzato in un modello, un'equazione o una teoria che deriva da esperimenti e osservazioni anziché essere dedotto teoricamente.ⓘ Parametro empirico [k]			+10% -10%
✖L'esaurimento di massa in estensione verticale nel substrato si riferisce alla profondità della regione di svuotamento nel substrato (massa) del MOSFET.ⓘ Deplezione di massa in estensione verticale nel substrato [x_dm]			+10% -10%
✖La larghezza del canale è definita come la larghezza fisica del canale del semiconduttore tra i terminali di source e drain all'interno della struttura del transistor.ⓘ Larghezza del canale [W_c]			+10% -10%
✖La capacità di ossido per unità di area è definita come la capacità per unità di area dello strato di ossido isolante che separa il gate metallico dal materiale semiconduttore.ⓘ Capacità di ossido per unità di area [C_oxide]			+10% -10%
✖La concentrazione dell'accettore si riferisce alla concentrazione degli atomi droganti dell'accettore in un materiale semiconduttore.ⓘ Concentrazione dell'accettore [N_A]			+10% -10%
✖Il potenziale superficiale è un parametro chiave nella valutazione delle proprietà CC dei transistor a film sottile.ⓘ Potenziale di superficie [Φ_s]			+10% -10%

✖La tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto è definita come un contributo aggiuntivo alla tensione di soglia dovuto agli effetti a canale stretto nel MOSFET.ⓘ VLSI di tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto [ΔV_T0(nc)]

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Formula

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VLSI di tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto

Formula

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

Esempio

`"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")))`

Calcolatrice

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VLSI di tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto = ((Parametro empirico*Deplezione di massa in estensione verticale nel substrato)/(Larghezza del canale*Capacità di ossido per unità di area))*(sqrt(2*[Charge-e]*Concentrazione dell'accettore*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*Potenziale di 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)))
Questa formula utilizza 3 Costanti, 2 Funzioni, 7 Variabili

Costanti utilizzate

[Permitivity-silicon] - Permittività del silicio Valore preso come 11.7
[Permitivity-vacuum] - Permittività del vuoto Valore preso come 8.85E-12
[Charge-e] - Carica dell'elettrone Valore preso come 1.60217662E-19

Funzioni utilizzate

sqrt - Una funzione radice quadrata è una funzione che accetta un numero non negativo come input e restituisce la radice quadrata del numero di input specificato., sqrt(Number)
abs - Il valore assoluto di un numero è la sua distanza dallo zero sulla linea numerica. È sempre un valore positivo, poiché rappresenta la grandezza di un numero senza considerarne la direzione., abs(Number)

Variabili utilizzate

Tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto - (Misurato in Volt) - La tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto è definita come un contributo aggiuntivo alla tensione di soglia dovuto agli effetti a canale stretto nel MOSFET.
Parametro empirico - Il parametro empirico è una costante o un valore utilizzato in un modello, un'equazione o una teoria che deriva da esperimenti e osservazioni anziché essere dedotto teoricamente.
Deplezione di massa in estensione verticale nel substrato - (Misurato in metro) - L'esaurimento di massa in estensione verticale nel substrato si riferisce alla profondità della regione di svuotamento nel substrato (massa) del MOSFET.
Larghezza del canale - (Misurato in metro) - La larghezza del canale è definita come la larghezza fisica del canale del semiconduttore tra i terminali di source e drain all'interno della struttura del transistor.
Capacità di ossido per unità di area - (Misurato in Farad per metro quadrato) - La capacità di ossido per unità di area è definita come la capacità per unità di area dello strato di ossido isolante che separa il gate metallico dal materiale semiconduttore.
Concentrazione dell'accettore - (Misurato in 1 per metro cubo) - La concentrazione dell'accettore si riferisce alla concentrazione degli atomi droganti dell'accettore in un materiale semiconduttore.
Potenziale di superficie - (Misurato in Volt) - Il potenziale superficiale è un parametro chiave nella valutazione delle proprietà CC dei transistor a film sottile.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Parametro empirico: 1.57 --> Nessuna conversione richiesta
Deplezione di massa in estensione verticale nel substrato: 1.25 Micrometro --> 1.25E-06 metro (Controlla la conversione qui)
Larghezza del canale: 2.5 Micrometro --> 2.5E-06 metro (Controlla la conversione qui)
Capacità di ossido per unità di area: 0.0703 Microfarad per centimetro quadrato --> 0.000703 Farad per metro quadrato (Controlla la conversione qui)
Concentrazione dell'accettore: 1E+16 1 per centimetro cubo --> 1E+22 1 per metro cubo (Controlla la conversione qui)
Potenziale di superficie: 6.86 Volt --> 6.86 Volt Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

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)))

Valutare ... ...

ΔV_T0(nc) = 2.38246289976913

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

2.38246289976913 Volt --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

2.38246289976913 ≈ 2.382463 Volt <-- Tensione di soglia aggiuntiva a canale stretto

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Priyanka Patel

Facoltà di ingegneria Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel ha creato questa calcolatrice e altre 25+ altre calcolatrici!

Verificato da Santhosh Yadav

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav ha verificato questa calcolatrice e altre 50+ altre calcolatrici!

< 25 Ottimizzazione dei materiali VLSI Calcolatrici

Densità di carica della regione di esaurimento di massa VLSI

Partire Densità di carica della regione di esaurimento di massa = -(1-((Estensione laterale della regione di esaurimento con la sorgente+Estensione laterale della regione di esaurimento con drenaggio)/(2*Lunghezza del canale)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentrazione dell'accettore*abs(2*Potenziale di superficie))

Coefficiente di effetto corporeo

Partire Coefficiente di effetto corporeo = modulus((Soglia di voltaggio-Tensione di soglia DIBL)/(sqrt(Potenziale di superficie+(Differenza di potenziale del corpo sorgente))-sqrt(Potenziale di superficie)))

Profondità di esaurimento della giunzione PN con sorgente VLSI

Partire Profondità di svuotamento della giunzione Pn con sorgente = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Tensione incorporata di giunzione)/([Charge-e]*Concentrazione dell'accettore))

Tensione incorporata di giunzione VLSI

Partire Tensione incorporata di giunzione = ([BoltZ]*Temperatura/[Charge-e])*ln(Concentrazione dell'accettore*Concentrazione dei donatori/(Concentrazione intrinseca)^2)

Capacità parassita della sorgente totale

Partire Capacità parassita della sorgente = (Capacità tra giunzione del corpo e sorgente*Area di diffusione della sorgente)+(Capacità tra la giunzione del corpo e la parete laterale*Perimetro della parete laterale della diffusione della sorgente)

Corrente di saturazione del canale corto VLSI

Partire Corrente di saturazione del canale corto = Larghezza del canale*Velocità di deriva degli elettroni in saturazione*Capacità di ossido per unità di area*Tensione della sorgente di drenaggio di saturazione

Corrente di giunzione

Partire Corrente di giunzione = (Potenza statica/Tensione del collettore di base)-(Corrente sottosoglia+Corrente di contesa+Corrente del cancello)

Potenziale di superficie

Partire Potenziale di superficie = 2*Differenza di potenziale del corpo sorgente*ln(Concentrazione dell'accettore/Concentrazione intrinseca)

Lunghezza del gate utilizzando la capacità dell'ossido di gate

Partire Lunghezza del cancello = Capacità del cancello/(Capacità dello strato di ossido di gate*Larghezza del cancello)

Capacità dell'ossido di gate

Partire Capacità dello strato di ossido di gate = Capacità del cancello/(Larghezza del cancello*Lunghezza del cancello)

Coefficiente DIBL

Partire Coefficiente DIBL = (Tensione di soglia DIBL-Soglia di voltaggio)/Drenare al potenziale di origine

Tensione di soglia quando la sorgente è al potenziale corporeo

Partire Tensione di soglia DIBL = Coefficiente DIBL*Drenare al potenziale di origine+Soglia di voltaggio

Pendenza sottosoglia

Partire Pendenza sottosoglia = Differenza di potenziale del corpo sorgente*Coefficiente DIBL*ln(10)

Soglia di voltaggio

Partire Soglia di voltaggio = Voltaggio da gate a canale-(Carica del canale/Capacità del cancello)

Capacità del gate

Partire Capacità del cancello = Carica del canale/(Voltaggio da gate a canale-Soglia di voltaggio)

Channel Charge

Partire Carica del canale = Capacità del cancello*(Voltaggio da gate a canale-Soglia di voltaggio)

Capacità dell'ossido dopo il ridimensionamento completo VLSI

Partire Capacità dell'ossido dopo il ridimensionamento completo = Capacità di ossido per unità di area*Fattore di scala

Profondità di giunzione dopo il ridimensionamento completo VLSI

Partire Profondità della giunzione dopo il ridimensionamento completo = Profondità di giunzione/Fattore di scala

Spessore dell'ossido di gate dopo il ridimensionamento completo VLSI

Partire Spessore dell'ossido di gate dopo la scalatura completa = Spessore dell'ossido di gate/Fattore di scala

Lunghezza del canale dopo il ridimensionamento completo VLSI

Partire Lunghezza del canale dopo il ridimensionamento completo = Lunghezza del canale/Fattore di scala

Larghezza del canale dopo il ridimensionamento completo VLSI

Partire Larghezza del canale dopo il ridimensionamento completo = Larghezza del canale/Fattore di scala

Tensione critica

Partire Tensione critica = Campo elettrico critico*Campo elettrico attraverso la lunghezza del canale

Capacità intrinseca di gate

Partire Capacità di sovrapposizione del gate MOS = Capacità del gate MOS*Larghezza di transizione

Mobilità in Mosfet

Partire Mobilità nei MOSFET = K Primo/Capacità dello strato di ossido di gate

K-Prime

Partire K Primo = Mobilità nei MOSFET*Capacità dello strato di ossido di gate

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