Engenharia Elétrica
URI permanente desta comunidadehttps://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/21
Navegar
2 resultados
Resultados da Pesquisa
Dissertação Impacto da utilização de transistores GC SOI MOSFET como espelhos de correntes para a obtenção de fontes de corrente de alto desempenho em circuitos integrados(2007) Santos, André de AlmeidaNeste trabalho é apresentado o estudo do impacto da utilização de transistores fabricados a partir da tecnologia SOI com dopagem assimétrica na região de canal (Graded- Channel - GC SOI MOSFET) em espelhos de corrente operando como fontes de corrente, nas arquiteturas já conhecidas da literatura como Fonte Comum, Wilson e Cascode. Para esta avaliação foram usadas simulações numéricas-bidimensionais e analíticas, além de comparações com resultados experimentais obtidos neste trabalho, tendo como figuras de mérito a Precisão de Espelhamento, a Excursão de Saída, a Resistência de Saída e a avaliação do Tempo de Estabilização dos espelhos de corrente. Através das simulações e das comprovações experimentais, foi possível observar as vantagens em se utilizar espelhos de corrente com transistores GC SOI, garantindo uma melhor precisão de espelhamento, causada pela menor influência de modulação do comprimento de canal, devida à redução da condutância de dreno dos dispositivos GC SOI. Com isso, um aumento de até 3 vezes na resistência de saída foi obtido. Estes efeitos serão apresentados em todas as arquiteturas de espelhos de correntes estudadas. Os resultados da análise da excursão de saída dos espelhos de correntes apresentaram uma melhora ainda mais promissora. Em todas as arquiteturas, a excursão de saída apresentou um aumento, em alguns casos superiores a 50%, comparando com os espelhos de corrente formados por transistores SOI Convencionais. Este efeito é devido ao aumento da tensão de ruptura nos dispositivos GC SOI, além da menor tensão de saturação para uma corrente constante. As medidas experimentais feitas neste trabalho comprovaram a tendência dos valores obtidos nas simulações de precisão de espelhamento, excursão de saída e de resistência de saída para dispositivos de comprimento de canal de L=2µm. Utilizando simulações numéricas bidimensionais, foi feito também um estudo do Tempo de Estabilização do espelho de corrente. Em todas as arquiteturas estudadas, os espelhos de corrente que trabalharam com os dispositivos GC SOI apresentaram uma diminuição significativa, da ordem de até 30%, associada ao aumento expressivo da transcondutância nos dispositivos GC SOI. Em termos gerais, a utilização do dispositivo GC SOI nas estruturas de espelhos de corrente conhecidas foi uma excelente alternativa para obtenção de fontes de corrente de alto desempenho para circuitos analógicos- Impacto da rotação do substrato sobre as características elétricas de FINFETS de porta tripla(2016) Ribeiro, T. A.Esse trabalho estuda o transporte de portadores de carga em SOI n-FinFETs totalmente depletados de porta tripla, fabricados tradicionalmente e com a rotação do substrato em um angulo de 45º, com e sem tensão biaxial. Nos FinFETs tradicionais, o canal possui dois tipos de orientação cristalográfica sendo, {110} nas paredes laterais e {100} no topo do canal. Já com a fabricação com o substrato rotacionado, todas as orientações cristalográficas do canal ficam {100}. Para o transporte de cargas, a orientação {100} é benéfica para o transporte de elétrons, em comparação com a orientação {110}. Para analisar a influência da orientação das paredes e do topo da aleta desses dispositivos, foram extraídos e analisados os parâmetros referente a mobilidade em função da largura da aleta de silício dos FinFETs, que para larguras pequenas os parâmetros das paredes laterais são mais importantes, e com o aumento da largura, o topo da aleta passa a exercer maior influência. A caracterização elétrica foi feita, principalmente, pelo método Y-Function, com um algoritmo para melhorar a precisão. Para FinFETs com aleta de silício de 20nm, foram obtidos valores de mobilidade dos elétrons de 183 cm2/Vs em dispositivos tradicionais, em comparação com 220 cm2/Vs dos dispositivos rotacionados, que mostra a vantagem da rotação do substrato. Já para aletas de silício bem largas (570nm), a mobilidade dos elétrons tende ao valor de 145 cm2/V.s, independentemente da rotação do substrato. Foi extraída a mobilidade para dispositivos tensionados e foi obtida uma melhora relativa na mobilidade dos dispositivos tradicionais, entre 40% a 60% dependendo da largura da aleta, contra uma melhora de 20% a 40% para os dispositivos rotacionados, em comparação aos não tensionados. Foram analisados também os mecanismos de degradação da mobilidade por espalhamento de rede, espalhamento Coulomb e espalhamento por rugosidade de superfície. Pelo coeficiente de degradação linear da mobilidade obtido ser negativo, mostra uma grande degradação pelo espalhamento Coulomb. Com o coeficiente de degradação quadrático da mobilidade, pode-se analisar que a rugosidade de superfície dos dispositivos rotacionados é menor que a dos tradicionais. Porém, com a aplicação de tensão mecânica esses parâmetros variam, sendo que para os rotacionados a rugosidade aumenta, mas para os tradicionais a rugosidade diminui, em comparação com os dispositivos sem tensão mecânica. Os valores obtidos foram então comprovados por simulações tridimensionais, a fim de compreender os efeitos da orientação cristalográfica sobre a mobilidade e sua degradação. Para a calibração do simulador foram adotados valores máximos para mobilidade diferentes para o topo e as laterais dos FinFETs. No primeiro caso foram admitidos valores iguais de mobilidade no topo e nas paredes laterais, no segundo caso valores de mobilidade maiores no topo do que nas paredes laterais da aleta e no último caso, valores de mobilidade maiores nas paredes laterais do que no topo da aleta, onde nessa última combinação, os resultados obtidos pelas simulações reproduzem os mesmos resultados obtidos pelos FinFETs experimentais.