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Title: Associação série assimétrica de transistores SOI MOS de camada de silício e óxido enterrado uktrafinos (UTBB) para aplicações analógicas de alto desempenho
Authors: D'Oliveira, L. M.
Advisor: Souza, Michelly de.
Issue Date: 2020
Abstract: Este trabalho apresenta uma análise, realizada através de simulações numéricas bidimensionais, simulações SPICE e caracterizações experimentais, de associações série (SC), implementadas na tecnologia Camada de Silício e Óxido Enterrado Ultrafinos (Ultra-Thin Body and BOX) (UTBB). As associações são constituídas por dois transistores associados em série e conectados pelas portas, com o intuito de melhorar as figuras de mérito analógicas do transistor composto. Na tecnologia UTBB, o controle da tensão de limiar (VT ) por meio da polarização de substrato é uma vantagem para esta estrutura, que se beneficia deste tipo de assimetria entre seus transistores. No caso da Associação Série Assimétrica (Asymmetric Self-Cascode) (A-SC), a tensão de limiar do transistor próximo ao dreno deve ser sempre menor que a VT do transistor próximo à fonte, enquanto a Associação Série Simétrica (Symmetric Self-Cascode) (S-SC) tem componentes de tensão de limiar idêntica. Foram explorados os efeitos de diferentes Plano de Terra (Ground Plane) (GP), comprimentos de canal, polarizações de substrato e suas diferentes combinações no comportamento dos transistores. Foi desenvolvido um método de caracterização DC de associações série através de um código construtor de curvas I-V, o que facilitou a análise experimental de Associação Série (Self-Cascode) (SC) para implementação em novas tecnologias. Comparações entre A-SC, S-SC e transistores únicos foram utilizadas para chegar às conclusões deste projeto. Foi possível observar características analógicas melhores nos dispositivos A-SC, especialmente quando há uma maior diferença entre as VT dos transistores que a compõem
This work presents an analysis, carried out through two-dimensional numerical simulations, SPICE simulations and experimental characterizations, of series associations (SC) implemented in Ultra Thin Body and Buried Oxide (UTBB) technology. The associations are constituted by two transistors associated in series and connected by the gates, with the goal of improving the analog figures of merit of the composite transistor. In UTBB technology, the control of the threshold voltage (VT ) by means of substrate polarization is an advantage for this structure, since it benefits from this type of asymmetry between its transistors. In the case of the Asymmetric Self-Cascide (A-SC), the threshold voltage of the transistor near the drain must always be lower than the threshold voltage of the transistor near the source, while components of the Symmetric Self-Cascode (S-SC) must display identical threshold voltages. The effects of different Ground Planes, channel lengths, substrate biases and their different combinations on the behavior of the transistors DC characterizations were explored. A DC characterization method of self-cascodes by using a I-V constructing code was developed, facilitating the experimental analylisis of SC to be implemented in advanced technologies. Comparisons between A-SC, S-SC and single transistors were used to reach the conclusions of this project. It could be seen that analog characteristics are enhanced in A-SC devices, specially with a larger difference between VT of the transistors that compose them
Keywords: Transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor
Publisher: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
DOI: https://doi.org/10.31414/EE.2020.T.131108
URI: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3092
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