1 Electrónica para Sistemas Industriales (EIS)Slavka Tsanova Tihomir Takov Circuitos Integrados MOS Octubre 2012
2 ¿Qué es un transistor MOS?Interruptor! |V GS | transistor MOS
3 Transistor MOS Polysilicon Aluminum
4 Voltaje umbral Zona empobrecida Canal n Sustrato p
5 Curva característica Voltio-Amperio de un transistor “clásico”0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 x 10 -4 V DS (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 Dependencia cuadrática
6 Transistor en modo lineal
7 Transistor en saturaciónPinch-off Zona de pinch-off , o estrangulamiento del canal
8 Curva característica Voltio-Amperio de un transistor “microscópico”-4 V DS (V) 0.5 1 1.5 2 2.5 x 10 I D (A) VGS= 2.5 V VGS= 2.0 V VGS= 1.5 V VGS= 1.0 V Saturación temprana Dependencia lineal
9 Saturación de la movilidadx c = 1.5 u n ( m / s ) sat = 10 5 Movilidad constante (pendiente = µ) Velocidad constante x (V/µm)
10 Perspectivas I V Transistor con un canal largo = VD Transistor con un canal largo Transistor con un canal corto V DS DSAT GS - V T = V DD
11 ID = f(VGS) lineal cuadrático cuadrático Canal largo Canal corto 0.5 10.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 x 10 -4 V GS (V) I D (A) 0.5 1 1.5 2 2.5 x 10 -4 V GS (V) I D (A) lineal cuadrático cuadrático Canal largo Canal corto
12 ID = f(VDS) Resistivo Saturación VDS = VGS - VT Canal largo0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 x 10 -4 V DS (V) I D (A) VGS= 2.5 V VGS= 2.0 V VGS= 1.5 V VGS= 1.0 V Resistivo Saturación VDS = VGS - VT -4 V DS (V) 0.5 1 1.5 2 2.5 x 10 I D (A) VGS= 2.5 V VGS= 2.0 V VGS= 1.5 V VGS= 1.0 V Canal largo Canal corto
13 Transistor PMOS -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 x 10-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 x 10 -4 V DS (V) I D (A) VGS = -1.0V VGS = -1.5V VGS = -2.0V VGS = -2.5V
14 El transistor como interruptor
15 Modo dinámico de un transistor MOS
16 Capacidad de la compuertax d L Compuerta de óxido Vista superior Superposición compuerta- sustrato Surtidor n + Drenador W t ox n + Sección transversal L compuerta de óxido
17 Capacidad de la compuertaCut-off Resistive Saturation