Tensão Limite Adicional de Canal Estreito VLSI Calculadora

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Otimização de materiais VLSI

Projeto VLSI analógico

✖Parâmetro Empírico é uma constante ou valor usado em um modelo, equação ou teoria que é derivado de experimento e observação, em vez de ser deduzido teoricamente.ⓘ Parâmetro Empírico [k]			+10% -10%
✖O esgotamento em massa de extensão vertical no substrato refere-se à profundidade da região de esgotamento no substrato (volume) do MOSFET.ⓘ Depleção em massa de extensão vertical no substrato [x_dm]			+10% -10%
✖A largura do canal é definida como a largura física do canal semicondutor entre os terminais de fonte e dreno dentro da estrutura do transistor.ⓘ Largura de banda [W_c]			+10% -10%
✖A capacitância de óxido por unidade de área é definida como a capacitância por unidade de área da camada isolante de óxido que separa a porta de metal do material semicondutor.ⓘ Capacitância de Óxido por Unidade de Área [C_oxide]			+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 tensão limite adicional de canal estreito é definida como uma contribuição adicional à tensão limite devido aos efeitos de canal estreito no MOSFET.ⓘ Tensão Limite Adicional de Canal Estreito VLSI [ΔV_T0(nc)]

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Fórmula

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Tensão Limite Adicional de Canal Estreito VLSI

Fórmula

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

Exemplo

`"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")))`

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Tensão Limite Adicional de Canal Estreito VLSI Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Tensão Limite Adicional de Canal Estreito = ((Parâmetro Empírico*Depleção em massa de extensão vertical no substrato)/(Largura de banda*Capacitância de Óxido por Unidade de Área))*(sqrt(2*[Charge-e]*Concentração do aceitante*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*Potencial de Superfície)))
ΔV_T0(nc) = ((k*x_dm)/(W_c*C_oxide))*(sqrt(2*[Charge-e]*N_A*[Permitivity-vacuum]*[Permitivity-silicon]*abs(2*Φ_s)))
Esta fórmula usa 3 Constantes, 2 Funções, 7 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

Tensão Limite Adicional de Canal Estreito - (Medido em Volt) - A tensão limite adicional de canal estreito é definida como uma contribuição adicional à tensão limite devido aos efeitos de canal estreito no MOSFET.
Parâmetro Empírico - Parâmetro Empírico é uma constante ou valor usado em um modelo, equação ou teoria que é derivado de experimento e observação, em vez de ser deduzido teoricamente.
Depleção em massa de extensão vertical no substrato - (Medido em Metro) - O esgotamento em massa de extensão vertical no substrato refere-se à profundidade da região de esgotamento no substrato (volume) do MOSFET.
Largura de banda - (Medido em Metro) - A largura do canal é definida como a largura física do canal semicondutor entre os terminais de fonte e dreno dentro da estrutura do transistor.
Capacitância de Óxido por Unidade de Área - (Medido em Farad por metro quadrado) - A capacitância de óxido por unidade de área é definida como a capacitância por unidade de área da camada isolante de óxido que separa a porta de metal do material semicondutor.
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

Parâmetro Empírico: 1.57 --> Nenhuma conversão necessária
Depleção em massa de extensão vertical no substrato: 1.25 Micrômetro --> 1.25E-06 Metro (Verifique a conversão aqui)
Largura de banda: 2.5 Micrômetro --> 2.5E-06 Metro (Verifique a conversão aqui)
Capacitância de Óxido por Unidade de Área: 0.0703 Microfarad por centímetro quadrado --> 0.000703 Farad por metro quadrado (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

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)))

Avaliando ... ...

ΔV_T0(nc) = 2.38246289976913

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

2.38246289976913 Volt --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

2.38246289976913 ≈ 2.382463 Volt <-- Tensão Limite Adicional de Canal Estreito

(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!

< 25 Otimização de materiais VLSI Calculadoras

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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