Appunti di Elettronica generale - Parte XII

Appunti Elettronica Generale:

Libro Circuiti per la Microelettronica

di Sedra Smith

Parte XII

la corrente i_D in condizioni di pinch-off:

v_DS = v_OV = v_GS - V_th

i_D = k'n (W/L) [(V_GS - V_th) v_DS - v_DS²/2]

corrente nella regione del triodo.

i_D = 1/2 k'n (W/L) (V_GS - V_th)²

resta costante all'aum. di v_DS nonostante il segnale.

In generale, sintetizzando la caratteristica del mosfet.

i_D =

• 0, V_GS < V_th, V_DS qualsiasi - condizioni di interdizione.
• k'n [(V_GS - V_th) v_DS - v_DS²/2], V_GS > V_th, v_DS < V_GS - V_th
• 1/2 k'n (V_GS - V_th)² = I_D^sat, V_GS > V_th, v_DS > V_GS - V_th

condiz. di triodo.

condiz. di pinch-off.

TRIODO

SATURAZIONE

v_DS = v_OV quando i_D = 1/2 k'n v_DS² = 1/2 k'n (V_GS - V_th)².

v_GS < V_th canale spento - isolante

0 all'aumentare di v_GS → aumentare della corrente di pinch-off - aumenta la tensione ovverone - il punto di parassito tra regione triode e la regione di pinch-off si sposta verso dx.

L'insieme dei punti di passaggio sono tutti quelli che ricaviamo la condizione di pinch-off v_DS = v_OV e che soddisfano l'eq. della corrente di pinch-off i_D = 1/2 k'n (V_GS - V_th)².

e aumentando v_GS → aumenta carico → diminuisce la resistenza.

TRANS - CARATTERISTICA.

• LEGATI TRA ID E VGS

ID

GEMMETRICO

Vth

VDS

• CONDIZIONE DI TAGLIO NON RISPETTATA NEL (VGS < VOV = VGS - Vth)

• CONDIZIONE DI PINCH-OFF ESISTE RISPETTATA VDS > VOV = VGS - Vth

• TALE DICHIARAZIONE VDS - VGS ESSERE DESCRITTO POI DALLA IN COORDINATA DI PINCH-OFF. ILA INDICAZIONE SONO DALLA TENSIONE VGS CON UNA RELAZIONE QUADRATICA.

VDS > VGS - Vth = VOV

ID = { 0 VGS < Vth -> PERCHIJ IL DISPOSITIVO NON E IN PINCH-OFF MA E INTERDETTO = CANALE NON SI E FORMATO.

1/2 Kn (VGS - Vth)² VGS > Vth.

Effetto di modulazione della lunghezza di canale:

Nella condizione di pinch-off, si è trascurato la tratto ΔL senza tener conto che in realtà il canale si è ridotto di un tratto, perché il piccolo ΔL, all'aumentare di V_DS, aumenta il tratto ΔL, e cioè la corrente di tensione di essa con, quindi ΔL non si mantiene costante. Infatti quando V_GS - V_T0 = V_ov ΔL → 0, rimane che aumenta V_DS ΔL aumenta, per essere piccolo.

• Lunghezza effettiva del canale diminuisce: L → L₁ = L - ΔL

• i_D = 1/2 k'n W/L (V_GS - V_th)² ∝ 1/L₁

La corrente i_D di pinch-off, aumenta al diminuire di L₁ e aumenta ΔL, ciò significa che i_D dipende, se pur non direttamente da V_DS, poiché quest'ultimo modula la lunghezza del canale.

1/L₁ → 1/(L - ΔL) = 1/L · 1/(1 - ΔL/L) ≈ 1/L (1 + ΔL/L)

ΔL/L << 1 poiché ΔL è piccolo rispetto a L.

i_D = 1/2 k'n W/(L - ΔL) (V_GS - V_th)² = 1/2 k'n W/L (V_GS - V_th)² (1 + ΔL/L)

Se ΔL = λ' · V_DS

la variazione del tratto ΔL è legata linearmente alla tensione V_DS

=> i_D = 1/2 k'n W/L (V_GS - V_th)² (1 + λV_DS) con λ = λ'/L

Tale espressione è la corrente di quench-off tenendo presente l'effetto di modulazione di canale.

Si nota la dipendenza i_D da V_DS a effetto di modulazione della lunghezza di canale.

-1/λ = V_A

intercetta di tutte le rette → comportamento a pendenza → aumento V_DS, la pendenza aumenta.

Consideriamo due MOS con L diverse, Km stessa e VGS medesima.

Si osserva che se non considero l'effetto di modulazione del canale entrando i MOSFET in cond. di pinch-off ID e' la stessa. Quando aumentiamo l'azione del fenomeno di modulazione.

lambda = lambda' / L => l'effetto di modulazione del canale risulta + marcato nel MOS con L + piccolo.

• Nei transistor dotati di MOS con L piccolo viene meno sia xele? e di piegla dispersione, sia riceve a portare un gran quantita' di elettroni, + veloci.
• Nell'elettronica analogica non e' cosi per la presenza del parametro lambda.