IE733 – Prof. Jacobus 9 a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS de Três Terminais (parte 2)

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3.3 Efeito de Corpo • Vimos que: se VCB  QI’ • Devemos  VGB para recompor QI’. Mostraremos que VGB necessário é maior que VCB. Isto é o efeito de corpo ou efeito de substrato. • Considere polarização como na Fig. 3.1d: • Se VCB e VGC = cte  QI’ , • embora (VGB = VGC + VCB) também tenha  • (pois VGB = VCB se VGC = cte) • Para manter QI’ = cte, devemos  também VGC  VGB > VCB

Mas por que QI’  com VCB ? • Sendo VGC = cte e em inv. forte p/ VCB + VCB • aumentando VCB  dB   QB’  • Como VGC = cte  ox = cte (capacitor entre • metal e canal com VGC = cte)  QG’ = cte. • Como QG’ = -(QI’ + QB’) = 0  QI’  • Qto NA  • pois: • necessitamos VGC  para recompor QI’  maior o efeito de corpo.

Similarmente, para tox  maior efeito de corpo. Coef. de Efeito de Corpo: A análise acima falha nas regiões de inversão fraca e moderada, pois nestes casos: S e dB  f(VCB) Mesmo assim, se VCB   QI’  e necessitamos  VGC para recompor QI’ Resultado do efeito de corpo: Se VCB  VL , VM , VT  e VH 

3.4 Regiões de Inversão3.4.1 Limites Aproximados

Z = vários t = função fraca de parâmetros de processo, T e VCB. VZ = tipicamente 0.5 a 0.6 V p/ T ambiente, NA e tox típicos e VCB até alguns V VU, VW e VQ serão definidos em 3.5 (limites p/ VGB cte)

Variação de VL, VM, VT e VH com VCB: (VT = extrapolação da região linear de QI’ x VGC) A inclinação das curvas é proporcional a  = coef. de efeito de corpo. (NA  e/ou tox    ) Fig. 3.5 VCB = 0  VL0, VM0, VT0 e VH0.

3.4.2 Inversão Forte Para VGB VHB(VCB)  Pode ser > ou < 1; é uma f(VGB, VCB, NA, tox). Não é importante ! O importante é: ou seja, Ci’ e Cb’ Em inversão forte  Ci’>>Cb’ e S  cte (v. Fig.3.2) Sendo:

Se s = 0 + VCB = cte  dB = cte = dBm Como: a) b)

Onde: VTB = V de limiar extrapolado no eixo QI’ x VGB(Fig.3.2) VT = V de limiar extrapolado no eixo QI’ x VGC

Ou ainda: Analogamente: Ver Fig. 3.5: VL, VM, VT e VH x VCB

(VT – VT0) x VCB parametrizado com valores de  Já tínhamos: (ver Fig. 3.2d – Transp.5) Fig. 3.6

3.4.3 Inversão Fraca Já tínhamos que: Fazendo expansão em série e considerando o termo:

Em Inversão Fraca: s  f(VCB) – ver Fig. 3.3 (Parte I, p.14) • Podemos reescrever QI’ = f1(VGB).f2(VCB), onde: f1(VGB) é a mesma função de QI’ do MOS-2T.

a) Consideremos VCB = cte = VCB’ b) Analogamente ao caso MOS-2T, temos a variação de SQRT(s) << variação do termos exponencial  adotaremos a seguinte aproximação: S adotado no SQRT corresponde ao pto. M na Fig. 3.7:

Como: Fig. 3.7 n  cte na inv. fraca: Fig. 3.8

onde n é calculado no pto. M, ou seja: A relação QI’ é aproximada, pois n não é cte. Se a derivada de QI’ for desejada, a relação resulta em grande erro!

3.4.4 Inversão Moderada • Métodos para obtenção de QI’ = f(VGB,VCB): • Calcular s (numericamente) e depois QI’, • pelas equações: b) Usar equações explícitas que tem sido propostas. Ver exemplos no próximo item (3.5.3)

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