Wprowadzenie do techniki Cyfrowej i Mikroelektroniki

Podobne dokumenty
Materiały używane w elektronice

Literatura. M.N. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych PŁ

Przyrządy półprzewodnikowe część 5 FET

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET

Wstęp do analizy układów mikroelektronicznych

TEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:

6. TRANZYSTORY UNIPOLARNE

10. Tranzystory polowe (unipolarne FET)

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET

Tranzystory polowe JFET, MOSFET

Ogólny schemat inwertera MOS

Tranzystory polowe. Podział. Tranzystor PNFET (JFET) Kanał N. Kanał P. Drain. Gate. Gate. Source. Tranzystor polowy (FET) Z izolowaną bramką (IGFET)

Tranzystor bipolarny: częstotliwość graniczna f T

Ćwiczenie nr 7 Tranzystor polowy MOSFET

Tranzystory polowe MIS

TRANZYSTORY MIS WYKŁAD 14 SMK Na pdstw. W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone

IV. TRANZYSTOR POLOWY

Tranzystory. bipolarne (NPN i PNP), polowe (MOSFET), fototranzystory

Część 3. Przegląd przyrządów półprzewodnikowych mocy. Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 51

Budowa. Metoda wytwarzania

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOSFET

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Politechnika Białostocka

Elementy elektroniczne Wykłady 7: Tranzystory polowe

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:

Repeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik

Przyrządy półprzewodnikowe część 4

Pamięci RAM i ROM. R. J. Baker, "CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation", Wiley-IEEE Press, 2 wyd. 2007

W książce tej przedstawiono:

TECHNOLOGIA WYKONANIA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWOD- NIKOWYCH WYK. 16 SMK Na pdstw.: W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone,

Ogólny schemat inwertera MOS

Technologia BiCMOS Statystyka procesów produkcji

Modelowanie elementów Wprowadzenie

Różnicowe układy cyfrowe CMOS

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:

Tranzystor bipolarny wzmacniacz OE

TRANZYSTOR UNIPOLARNY MOS

Elementy przełącznikowe

TRANZYSTOR UNIPOLARNY MOS

Prowadzący: Prof. PŁ, dr hab. Zbigniew Lisik. Program: wykład - 15h laboratorium - 15h wizyta w laboratorium technologicznym - 4h

Podstawy Elektroniki dla Tele-Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Politechnika Białostocka

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Urządzenia półprzewodnikowe

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH

A-7. Tranzystor unipolarny JFET i jego zastosowania

Ćwiczenie 17 Temat: Własności tranzystora JFET i MOSFET. Cel ćwiczenia

Tranzystory polowe. Klasyfikacja tranzystorów polowych

Uniwersytet Pedagogiczny

Ćwiczenie 9 TRANZYSTORY POLOWE MOS

Ćw. 8 Bramki logiczne

KARTA PRZEDMIOTU. studia niestacjonarne. Kod przedmiotu:

Tranzystory bipolarne w układach CMOS

Pamięci RAM i ROM. R. J. Baker, "CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation", Wiley-IEEE Press, 2 wyd. 2007

Działanie tranzystorów polowych MOS. (powtórka)

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA. Wyk. 4. Tranzystor MOS

Organiczne tranzystory polowe. cz. I. Poprzednio. Złącze

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ

Politechnika Białostocka

Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora JFET oraz badanie własności sterowanego dzielnika napięcia.

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 10

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Repeta z wykładu nr 10. Detekcja światła. Kondensator MOS. Plan na dzisiaj. fotopowielacz, część 2 MCP (detektor wielokanałowy) streak camera

Różnicowe układy cyfrowe CMOS

Politechnika Białostocka

Dioda półprzewodnikowa

Elementy i sprzężenia pasożytnicze w układach CMOS

HISTORIA TRANZYSTORA POLOWEGO, POCZĄTKI I GENEZA POWSTANIA THE HISTORY OF FIELD EFFECT TRANSISTOR, BEGINNING AND ORIGINS

Cyfrowe układy kombinacyjne. 5 grudnia 2013 Wojciech Kucewicz 2

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia

Logiczne układy bistabilne przerzutniki.

Krytyczne parametry konstrukcyjno-technologiczne i ich wpływ na parametry elektryczne tranzystorów mocy MOSFET SiC

SYMBOLE GRAFICZNE. Tyrystory. Struktura Charakterystyka Opis

Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy

Technologia CMOS. współczesne technologie CMOS tranzystor MOS komponenty pasywne dodatkowe zagadnienia topografia układów scalonych

Układy i Systemy Elektromedyczne

ZŁĄCZOWE TRANZYSTORY POLOWE

Badanie tranzystorów MOSFET

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

Modelowanie tranzystora MOS

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

Pierwszy tranzystor. Zasadę budowy tranzystora przedstawiono na rysunku: E emiter B baza C kolektor

1 Tranzystor MOS. 1.1 Budowa. 1.2 Zasada działania 1 TRANZYSTOR MOS

Instrukcja nr 5. Wzmacniacz różnicowy Stabilizator napięcia Tranzystor MOSFET

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW

"Podstawy układów mikroelektronicznych" dla kierunku Technologie Kosmiczne i Satelitarne

Elektronika i energoelektronika

Wzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski

Układy scalone. wstęp układy hybrydowe

Przewodnictwo elektryczne ciał stałych. Fizyka II, lato

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

11.Zasady projektowania komórek standardowych

Szumy Wprowadzenie. Źródłem szumu nazywamy źródło napięcia lub prądu, które generuje przebieg o losowej wartości chwilowej napięcia lub prądu

Transkrypt:

Wprowadzenie do techniki Cyfrowej i Mikroelektroniki Małgorzata Napieralska Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych tel. 26-55 mnapier@dmcs.p.lodz.pl

Literatura W. Marciniak Przyrządy półprzewodnikowe MOS, WNT 1991 A.S. Sedra, K.C. Smith Microelectronic Circuits, 4th Ed., Oxford University Press, 1998 I. Sutherland, B. Sproull, D. Harris, "Logical Effort - Designing Fast CMOS Circuits", Morgan Kaufmann Publishers 1999; http://www.mkp.com/ Logical_Effort K. Waczyński, E. Wróbel Technologie mikroelektroniczne, Gliwice 2001, ISBN 83-88000-88-8 http://lux.dmcs.p.lodz.pl M. Napieralska, G. Jabłoński Podstawy mikroelektroniki Łódź 2002, ISBN 83-89003-01-5 M. Napieralska, G. Jabłoński, Ł.Starzak Laboratorium podstaw mikroelektroniki Łódź 2007

Jeśli dwa nmos przełączniki są połączone szeregowo, między C1 i C2 utworzone zostanie połączenie tylko jeśli do A i B doprowadzimy sygnał '1'. Realizacja operacji AND

Jeśli dwa nmos przełączniki są połączone równolegle, między C1 i C2 utworzone zostanie połączenie jeśli do któregokolwiek wejścia A lub B doprowadzimy sygnał '1'. Realizacja operacji OR

Jeśli dwa pmos przełączniki są połączone szeregowo, między C1 i C2 utworzone zostanie połączenie tylko jeśli do A i B doprowadzimy sygnał 0'. Realizacja operacji AND zanegowanych wartości logicznych

Jeśli dwa pmos przełączniki są połączone równolegle między C1 i C2 utworzone zostanie połączenie jeśli do któregokolwiek wejścia A lub B doprowadzimy sygnał 0'. Realizacja operacji OR zanegowanych wartości logicznych

Koncepcja bramki CMOS

bramka NAND - symulacja logiczna

Tranzystor MOS ang. Metal Oxide Semiconductor Tranzystory polowe: MOSFET, MIS, IGFET Bramka polikrzemowa Warstwa dielektryka Elektroda metalowa Wyspy drenu i źródła Podłoże półprzewodnikowe ρ podłoża 0.01-0.1Ωm koncentracja n+ 10 24-10 26 m -3 t ox od kilku nm

Kondensator MOS Al Oxide Silicium P Akumulacja Zubożenie Inwersja <0 >0 >>0

M O S S E C E C E C f E Fi E F E F E F E C E V E V E V E F E V Q G Q S x x Q S x Q S x Q G Akumulacja <0 Poziom pasm płaskich Zubożenie =0 >0 >>0

Przekrój tranzystora nmos Bramka Źródło Dren Metal Polikrzem Dwutlenek krzemu Dyfuzja typu n Podłoże typu p

Tranzystor nmos ze spolaryzowaną bramką >0 Bramka V S =0 Źródło Dren V D =0 Metal Polikrzem Dwutlenek krzemu Dyfuzja typu n Podłoże typu p Kanał

Początek silnej inwersji =V T E c q φ s = 2 q φ f qφ f E j E F E f

Przewodzący tranzystor nmos V S =0 Źródło >0 Bramka Dren -V T >V D >0 Metal Polikrzem Dwutlenek krzemu Dyfuzja typu n Podłoże typu p Kanał

Przewodzący tranzystor nmos V S =0 Źródło na granicy nasycenia >0 Bramka Dren -V T =V D >0 Metal Polikrzem Dwutlenek krzemu Dyfuzja typu n Podłoże typu p Kanał

Nasycony tranzystor nmos >0 Bramka V S =0 Źródło Dren V D > -V T Metal Polikrzem Dwutlenek krzemu A Dyfuzja typu n Podłoże typu p Kanał

Założenia upraszczające do opisu ch-k MOS Rozwiązanie r-nia Poissona w 1 wymiarze układ jest jednowymiarowy Ruchliwość nośników w kanale jest stała Jednorodne domieszkowanie podłoża Pomijalna rezystancja szeregowa Prądy nasycenia złączy D-B, S-B są pomijalne Potencjał powierzchniowy niezależny od U GS Ładunek obszaru zubożonego niezależny od położenia w kanale

I DS = W µ L eff eff C ox U DS 0 ( U V V ( x) ) GS T 0 dv I DS = µ W L eff eff C ox 2 (( U V ) U 1 U ) GS T 0 DS 2 DS I DS = k p W L eff eff (( ) 1 ) 2 U V U U GS T 0 DS 2 DS Nienasycenie I DS = k p 2 W L eff eff ( U V ) 2 GS T 0 Nasycenie

Charakterystyki wyjściowe MOS I D U GS =5 nienasycenie U DS =U GS -V T U GS =4 nasycenie U GS =3 U GS =2 U GS =1 U DS

Charakterystyki przejściowe MOS I D nasycenie nienasycenie U GS V T

Model LEVEL1 I D U DS =U GS -V T U GS =5 nienasycenie U GS =4 nasycenie U GS =3 U GS =2 U GS =1 U DS

Wpływ temperatury na charakterystyki MOS I DS 20 O C 120 O C A U GS

Pojemności tranzystora MOS BRAMKA C GSov C GS C GD C GDov ŹRÓDŁO DREN C BS C GB C BD Pojemności skupione: obszarów zubożonych C BD C BS związane z bramką

Tranzystor MOS - podsumowanie Zakres pracy Zakres odcięcia, nieprzewodzenia Zakres liniowy, nienasycenia, triodowy Zakres nasycenia, pentodowy Zakres podprogowy, słabej inwersji Napięcia na końcówkach U GS <U FB U GS V T i U DS <U Dsat U GS V T i U DS U Dsat U FB U GS < V T Kanał wzbogacany typu n I DS U GS I DS U DS I DS U GS I DS Kanał wzbogacany typu p U DS Kanał zubożany typu n I DS U GS I DS U DS I DS U GS I DS Kanał zubożany typu p U DS