Tecnologia CMOS
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Tecnologia CMOS Struttura di un MOS Polarizzazione di un MOS Tensione applicata al metallo Semiconduttore posto a terra V <0 Polarizzazione di un MOS Tensione applicata al metallo Semiconduttore posto a terra V >0 Polarizzazione di un MOS Tensione applicata al metallo Semiconduttore posto a terra V >> 0 Forte Inversione Condizione di forte inversione: concentrazione di elettroni all’interfaccia ossido-semiconduttore uguale o maggiore a quella delle lacune presenti nel bulk. La tensione da applicare al metallo per avere la condizione di forte inversione √ A 2ψB VT = 2 ψB + 2qN (tensione di soglia) Cox Sezione di un mosfet a canale n Funzionamento di un MOSFET a canale n VS = VD = VB = 0 VG < 0 VS = VD = VB = 0 0 < VG < VT Funzionamento di un MOSFET a canale n VS = VD = 0 VG > VT VS = 0,VG > VT ,VD > 0 VS = 0 VG > VT VD >> 0 Caratteristica corrente-tensione di drain Figura: curva ID − VD In saturazione ID = z µn 2 L Cox (VG − Vt )2 Tecnologia CMOS I integrare nella stessa produzione Mosfet a canale N e P sullo stesso Bulk I circuiti composti da Mosfet a canale n e p La tensione di √soglia dipende dallo spessore dell’ossido A 2ψB VT = 2 ψB + 2qN con Cox = Sd Cox CMOS Invertente Il P-MOS lavora con tensioni di soglia negative (circa -1V), a differenza dell’N-MOS che conduce per tensioni positive. Esempio semplice di un circuito CMOS: invertente Caratteristica: posso controllare la VG di entrambi Figura: Configurazione invertente di un CMOS Esempi di circuiti con invertitore Simmetria dei due circuiti Porta logica Nor Porta logica Nand Esempi di componenti passivi Realizzazione di componenti passivi utilizzando lo stesso bulk dei transistor resistenza capacità CMOS Perché usare la tecnologia CMOS? Logica CMOS basata sull’uso complementare dei transistor MOS I circuito di controllo a basso consumo di potenza ⇒ adatto per l’alta integrazione I logica CMOS basata sull’uso complementare dei transistor MOS ⇒ migliora le funzioni logiche (sintesi dei circuiti) I integra nella stessa produzione, oltre ai MOS, anche componenti passivi (come R o C) ⇒ possibilità di miniaturizzare i circuiti
