3.Нарисовать структуру транзистора.

Топология активного транзистора

Топология нагрузочного транзистора

4. Расчет параметров элементов схемы.

Для определения рабочих параметров n-канального МОП-прибора с алюминиевым затвором можно восполь­зоваться уравнениями. Необходимые для этого формулы при­водятся ниже:

	диэлектрическая проницаемость вакуума
	диэлектрическая проницаемость Si
	удельная ёмкость подзатворного диэлектрика
	Толщина окисла
	диэлектрическая проницаемость SiO2
	потенциал Ферми
	тепловой потенциал
	постоянная Больцмана
	комнатная температура
	заряд электрона
	собственная концентрация носителей в Si
	концентрация внедренных в канал транзистора ионов
	разность работ выхода электронов из затвора и полупроводника подложки (для поликремневого затвора)
	Глубина залегания p-n перехода
= 450	подвижность электронов;
η =0,2	коэффициент влияния подложки
= 0,1 мкм	длина перекрытия затвором областей стока и стока

Подставляя эти значения, получаем:

- потенциал Ферми для затвора

- концентрация внедренных в затвор ионов

―удельная емкость подзатворного диэлектрика

-плотность заряда на границе раздела Si - SiO2, тогда

Условие помехоустойчивости требует соотношения между удельными крутизнами (являются параметрами транзистора) активного и нагрузочного транзисторов 20:1.

, где- коэффициент крутизны.

Для достижения этого должно быть минимальным. Как правило, минимальная ширина и длина канала не менее 2-3 минимальных размеров. Так как минимальный размер 2 мкм, то для ширины и длины канала необходимо взять по 4 мкм:

Для получения , необходимо взять оптимальное соотношения, при котором― минимальны (это необходимо для того чтобы отношение, т.е удовлетворяло помехоустоичивости) :

Тогда крутизны транзисторов будут следующими:

Расчет емкостей.

Емкости перекрытия

Так как область перекрытия со стороны сток и исток одинакова, то и емкости будут одинаковы:

, где

― удельная емкость подзатворного диэлектрика

― ширина области перекрытия

― длина области перекрытия (равна ширине канала)

Аналогично для нагрузочного транзистора:

В Spice используются удельные ёмкости перекрытия на длину перекрытия (CGSO, CGDO):

Емкости p-n переходов

Емкость p-n перехода исток-подложка и сток подложка:

, где

― диэлектрическая проницаемость вакуума

― диэлектрическая проницаемость кремния.

― общая площадь p-n перехода (первое слагаемое – плоское дно, второе слагаемое – цилиндрические боковые части, третье слагаемое – сферические угловые части.)

Для нахождения воспользуемся формулой:, где

― заряд электрона,

― концентрация внедренных в канал ионов.

― напряжение на p-n переходе.

Подставляя числа в выражение для , получаем:

Подставляя полученные значения в формулу для и, получаем:

Емкость затвор-подложка:

Суммарная емкость: