Densidade de carga da região de esgotamento em massa VLSI Calculadora

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Otimização de materiais VLSI

Projeto VLSI analógico

✖Extensão lateral da região de esgotamento com fonte a distância horizontal através da qual a região de esgotamento se estende lateralmente a partir do terminal de fonte em um dispositivo semicondutor.ⓘ Extensão lateral da região de esgotamento com fonte [ΔL_s]			+10% -10%
✖Extensão lateral da região de esgotamento com dreno a distância horizontal através da qual a região de esgotamento se estende lateralmente a partir do terminal de dreno em um dispositivo semicondutor.ⓘ Extensão Lateral da Região de Esgotamento com Dreno [ΔL_D]			+10% -10%
✖Comprimento do canal refere-se ao comprimento físico do material semicondutor entre os terminais de fonte e dreno dentro da estrutura do transistor.ⓘ Comprimento do canal [L]			+10% -10%
✖Concentração do aceitador refere-se à concentração de átomos dopantes aceitadores em um material semicondutor.ⓘ Concentração do aceitante [N_A]			+10% -10%
✖O potencial de superfície é um parâmetro chave na avaliação da propriedade DC de transistores de filme fino.ⓘ Potencial de Superfície [Φ_s]			+10% -10%

✖A densidade de carga da região de esgotamento em massa é definida como a carga elétrica por unidade de área associada à região de esgotamento na massa de um dispositivo semicondutor.ⓘ Densidade de carga da região de esgotamento em massa VLSI [Q_B0]

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Fórmula

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Densidade de carga da região de esgotamento em massa VLSI

Fórmula

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

Exemplo

`"-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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Densidade de carga da região de esgotamento em massa VLSI Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Densidade de carga da região de esgotamento em massa = -(1-((Extensão lateral da região de esgotamento com fonte+Extensão Lateral da Região de Esgotamento com Dreno)/(2*Comprimento do canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentração do aceitante*abs(2*Potencial de Superfície))
Q_B0 = -(1-((ΔL_s+ΔL_D)/(2*L)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*N_A*abs(2*Φ_s))
Esta fórmula usa 3 Constantes, 2 Funções, 6 Variáveis

Constantes Usadas

[Permitivity-silicon] - Permissividade do silício Valor considerado como 11.7
[Permitivity-vacuum] - Permissividade do vácuo Valor considerado como 8.85E-12
[Charge-e] - Carga do elétron Valor considerado como 1.60217662E-19

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)
abs - O valor absoluto de um número é sua distância do zero na reta numérica. É sempre um valor positivo, pois representa a magnitude de um número sem considerar sua direção., abs(Number)

Variáveis Usadas

Densidade de carga da região de esgotamento em massa - (Medido em Coulomb por metro quadrado) - A densidade de carga da região de esgotamento em massa é definida como a carga elétrica por unidade de área associada à região de esgotamento na massa de um dispositivo semicondutor.
Extensão lateral da região de esgotamento com fonte - (Medido em Metro) - Extensão lateral da região de esgotamento com fonte a distância horizontal através da qual a região de esgotamento se estende lateralmente a partir do terminal de fonte em um dispositivo semicondutor.
Extensão Lateral da Região de Esgotamento com Dreno - (Medido em Metro) - Extensão lateral da região de esgotamento com dreno a distância horizontal através da qual a região de esgotamento se estende lateralmente a partir do terminal de dreno em um dispositivo semicondutor.
Comprimento do canal - (Medido em Metro) - Comprimento do canal refere-se ao comprimento físico do material semicondutor entre os terminais de fonte e dreno dentro da estrutura do transistor.
Concentração do aceitante - (Medido em 1 por metro cúbico) - Concentração do aceitador refere-se à concentração de átomos dopantes aceitadores em um material semicondutor.
Potencial de Superfície - (Medido em Volt) - O potencial de superfície é um parâmetro chave na avaliação da propriedade DC de transistores de filme fino.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Extensão lateral da região de esgotamento com fonte: 0.1 Micrômetro --> 1E-07 Metro (Verifique a conversão aqui)
Extensão Lateral da Região de Esgotamento com Dreno: 0.2 Micrômetro --> 2E-07 Metro (Verifique a conversão aqui)
Comprimento do canal: 2.5 Micrômetro --> 2.5E-06 Metro (Verifique a conversão aqui)
Concentração do aceitante: 1E+16 1 por centímetro cúbico --> 1E+22 1 por metro cúbico (Verifique a conversão aqui)
Potencial de Superfície: 6.86 Volt --> 6.86 Volt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

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))

Avaliando ... ...

Q_B0 = -0.00200557851391776

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

-0.00200557851391776 Coulomb por metro quadrado -->-0.200557851391776 Microcoulomb por centímetro quadrado (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

-0.200557851391776 ≈ -0.200558 Microcoulomb por centímetro quadrado <-- Densidade de carga da região de esgotamento em massa

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Priyanka Patel

Faculdade de Engenharia Lalbhai Dalpatbhai (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!

Verificado por Santosh Yadav

Faculdade de Engenharia Dayananda Sagar (DSCE), Banglore

Santosh Yadav verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

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Densidade de carga da região de esgotamento em massa VLSI

Vai Densidade de carga da região de esgotamento em massa = -(1-((Extensão lateral da região de esgotamento com fonte+Extensão Lateral da Região de Esgotamento com Dreno)/(2*Comprimento do canal)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Concentração do aceitante*abs(2*Potencial de Superfície))

Coeficiente de Efeito Corporal

Vai Coeficiente de Efeito Corporal = modulus((Tensão de limiar-Tensão Limite DIBL)/(sqrt(Potencial de Superfície+(Diferença potencial do corpo de origem))-sqrt(Potencial de Superfície)))

Tensão integrada de junção VLSI

Vai Tensão interna de junção = ([BoltZ]*Temperatura/[Charge-e])*ln(Concentração do aceitante*Concentração de doadores/(Concentração Intrínseca)^2)

Profundidade de esgotamento da junção PN com fonte VLSI

Vai Profundidade de esgotamento da junção Pn com fonte = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Tensão interna de junção)/([Charge-e]*Concentração do aceitante))

Capacitância Parasítica da Fonte Total

Vai Fonte de capacitância parasita = (Capacitância entre Junção do Corpo e Fonte*Área de Difusão de Fonte)+(Capacitância entre a junção do corpo e a parede lateral*Perímetro da parede lateral de difusão da fonte)

Corrente de saturação de canal curto VLSI

Vai Corrente de saturação de canal curto = Largura de banda*Velocidade de deriva de elétrons de saturação*Capacitância de Óxido por Unidade de Área*Tensão da fonte de drenagem de saturação

Corrente de junção

Vai Corrente de Junção = (Potência Estática/Tensão do Coletor Base)-(Corrente Sublimiar+Corrente de contenção+Corrente do portão)

Potencial de Superfície

Vai Potencial de Superfície = 2*Diferença potencial do corpo de origem*ln(Concentração do aceitante/Concentração Intrínseca)

Comprimento do portão usando capacitância de óxido de portão

Vai Comprimento do portão = Capacitância do portão/(Capacitância da camada de óxido de porta*Largura do portão)

Capacitância de Óxido de Porta

Vai Capacitância da camada de óxido de porta = Capacitância do portão/(Largura do portão*Comprimento do portão)

Capacitância da porta

Vai Capacitância do portão = Taxa de canal/(Tensão do portão para o canal-Tensão de limiar)

Coeficiente DIBL

Vai Coeficiente DIBL = (Tensão Limite DIBL-Tensão de limiar)/Drenar para Potencial de Fonte

Tensão de limiar

Vai Tensão de limiar = Tensão do portão para o canal-(Taxa de canal/Capacitância do portão)

Carga do canal

Vai Taxa de canal = Capacitância do portão*(Tensão do portão para o canal-Tensão de limiar)

Tensão Limiar quando a Fonte está no Potencial Corporal

Vai Tensão Limite DIBL = Coeficiente DIBL*Drenar para Potencial de Fonte+Tensão de limiar

Sublimiar Inclinação

Vai Inclinação Sublimiar = Diferença potencial do corpo de origem*Coeficiente DIBL*ln(10)

Capacitância de Óxido após Full Scaling VLSI

Vai Capacitância de óxido após escala completa = Capacitância de Óxido por Unidade de Área*Fator de escala

Espessura de óxido de porta após escala completa VLSI

Vai Espessura do óxido de porta após escala completa = Espessura do Óxido de Porta/Fator de escala

Capacitância de porta intrínseca

Vai Capacitância de sobreposição de porta MOS = Capacitância da Porta MOS*Largura da transição

Tensão Crítica

Vai Tensão Crítica = Campo Elétrico Crítico*Campo elétrico ao longo do comprimento do canal

Profundidade da junção após Full Scaling VLSI

Vai Profundidade da junção após escala completa = Profundidade da Junção/Fator de escala

Comprimento do canal após Full Scaling VLSI

Vai Comprimento do canal após escala completa = Comprimento do canal/Fator de escala

Largura do canal após Full Scaling VLSI

Vai Largura do canal após escala completa = Largura de banda/Fator de escala

Mobilidade em Mosfet

Vai Mobilidade em MOSFET = K Prime/Capacitância da camada de óxido de porta

K-Prime

Vai K Prime = Mobilidade em MOSFET*Capacitância da camada de óxido de porta

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