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
