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MOS IMOS IСС 11
Electrónica para Electrónica para Sistemas Industriales Sistemas Industriales (EIS)(EIS)
Circuitos Integrados Circuitos Integrados MOSMOS
Slavka TsanovaTihomir Takov
Octubre 2012
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MOS IMOS IСС 22
¿Qué es un transistor MOS?¿Qué es un transistor MOS?
VGS VT
RonS D
Interruptor!
|VGS|
transistor MOS
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MOS IMOS IСС 33
Transistor MOSTransistor MOS
Polysilicon Aluminum
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MOS IMOS IСС 44
Voltaje umbral Voltaje umbral
n+n+
p-substrate
DSG
B
VGS
+
-
Depletion
Region
n-channel Zona empobrecida
Canal n
Sustrato p
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MOS IMOS IСС 55
0 0.5 1 1.5 2 2.50
1
2
3
4
5
6x 10
-4
VDS (V)
I D (
A)
VGS= 2.5 V
VGS= 2.0 V
VGS= 1.5 V
VGS= 1.0 V
Lineal Saturación
VDS = VGS - VT
Curva característica Voltio-Amperio de un Curva característica Voltio-Amperio de un transistor “clásico”transistor “clásico”
Dependencia cuadrática
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MOS IMOS IСС 66
Transistor en modo lineal Transistor en modo lineal
n+n+
p-substrate
D
SG
B
VGS
xL
V(x) +–
VDS
ID
MOS transistor and its bias conditions
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MOS IMOS IСС 77
n+n+
S
G
VGS
D
VDS > VGS - VT
VGS - VT+-
Pinch-off
Transistor en saturaciónTransistor en saturación
Zona de pinch-off , o estrangulamiento del canal
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MOS IMOS IСС 88
Dependencia lineal
-4
VDS (V)0 0.5 1 1.5 2 2.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5x 10
I D (
A)
VGS= 2.5 V
VGS= 2.0 V
VGS= 1.5 V
VGS= 1.0 V
Saturación temprana
Curva característica Voltio-Amperio de Curva característica Voltio-Amperio de un transistor “microscópico”un transistor “microscópico”
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MOS IMOS IСС 99
Saturación de la movilidad Saturación de la movilidad
(V/µm)c = 1.5
n
(m/s
)
sat = 105
Movilidad constante (pendiente = µ)
Velocidad constante
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MOS IMOS IСС 1010
PerspectivasPerspectivas
IDTransistor con un canal largo
Transistor con un canal corto
VDSVDSAT VGS - VT
VGS = VDD
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MOS IMOS IСС 1111
IIDD = f(V = f(VGSGS))
0 0.5 1 1.5 2 2.50
1
2
3
4
5
6x 10
-4
VGS (V)
I D (
A)
0 0.5 1 1.5 2 2.50
0.5
1
1.5
2
2.5x 10
-4
VGS (V)
I D (
A)
cuadrático
cuadrático
lineal
Canal largo Canal corto
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MOS IMOS IСС 1212
IIDD = f(V = f(VDSDS))
-4
VDS (V)0 0.5 1 1.5 2 2.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5x 10
I D (
A)
VGS= 2.5 V
VGS= 2.0 V
VGS= 1.5 V
VGS= 1.0 V
0 0.5 1 1.5 2 2.50
1
2
3
4
5
6x 10
-4
VDS (V)
I D (
A)
VGS= 2.5 V
VGS= 2.0 V
VGS= 1.5 V
VGS= 1.0 V
ResistivoSaturación
VDS = VGS - VT
Canal largo Canal corto
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MOS IMOS IСС 1313
Transistor PMOSTransistor PMOS
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0x 10
-4
VDS (V)
I D (
A)
VGS = -1.0V
VGS = -1.5V
VGS = -2.0V
VGS = -2.5V
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MOS IMOS IСС 1414
El transistor como interruptorEl transistor como interruptor
VGS VT
RonS D
ID
VDS
VGS = VD D
VDD/2 VDD
R0
Rmid
ID
VDS
VGS = VD D
VDD/2 VDD
R0
Rmid
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MOS IMOS IСС 1515
Modo dinámico de un transistor MOSModo dinámico de un transistor MOS
DS
G
B
CGDCGS
CSB CDBCGB
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MOS IMOS IСС 1616
Capacidad de la compuertaCapacidad de la compuerta
tox
n+ n+
Sección transversal
L
compuerta de óxido
xd xd
L d
Compuerta de óxido
Vista superior
Superposicióncompuerta-sustrato
Surtidor
n+
Drenador
n+W
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MOS IMOS IСС 1717
Capacidad de la compuertaCapacidad de la compuerta
S D
G
CGC
S D
G
CGC
S D
G
CGC
Cut-off Resistive Saturation