Estudo do comportamento elétrico de estruturas MOSFETs não convencionais e do MOSFET Diamante em ambiente radioativos
| dc.contributor.advisor | Gimenez, S. P. | |
| dc.contributor.author | Alati, Daniel Manha | |
| dc.date.accessioned | 2019-03-20T14:00:50Z | |
| dc.date.available | 2019-03-20T14:00:50Z | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.identifier.citation | ALATI, Daniel Manha. <b> Estudo do comportamento elétrico de estruturas MOSFETs não convencionais e do MOSFET Diamante em ambiente radioativos. </b> <b></b> 2012. 198 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2012 Disponível em: <http://sofia.fei.edu.br/tede/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=230>. Acesso em: 22 maio 2012. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/408 | |
| dc.language | por | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.subject | Transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor | |
| dc.title | Estudo do comportamento elétrico de estruturas MOSFETs não convencionais e do MOSFET Diamante em ambiente radioativos | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dcterms.abstract | Esse trabalho apresenta novas possibilidades de construção de MOSFETs com estilo de layout diferenciado, aos quais foram projetados e patenteados pelo Centro Universitário da FEI. Os MOSFETs do tipo Diamante e Octo possuem geometria de porta hexagonal e octogonal, respectivamente, e o SOI MOSFET Fish possui formato de porta semelhante ao sinal matemático "menor que" (<). Os MOSFETs com geometria de porta não convencional foram estudados comparativamente com os MOSFETs de geometria convencional (retangular). Os resultados simulados e experimentais mostram que essas novas geometrias de porta podem aumentar o desempenho dos dispositivos e, consequentemente, dos circuitos integrados (CIs) analógicos e digitais, quando comparado aos transistores convencionais equivalentes. O CI que contém os MOSFETs Diamantes (DMs), os MOSFETs Octos (OMs) e os MOSFETs convencionais (CMs) foi manufaturado utilizando processo de fabricação convencional CMOS comercial de 0,35 ?m da On Semiconductor, por intermédio do MOSIS Educational Program. Considerando as mesmas condições de polarização, áreas de porta e fatores geométricos entre transistores equivalentes, o MOSFET Diamante foi concebido com o intuito de aumentar o campo elétrico longitudinal resultante na região de canal, quando comparado ao MOSFET convencional equivalente. Isso tudo é possível, pois o DM possui duas componentes vetoriais de campo elétrico longitudinal, enquanto que o CM equivalente possui somente uma componente. O aumento do campo elétrico longitudinal resultante do DM garante melhorias na corrente de dreno (IDS), na transcondutância (gm), na razão gm/IDS, na resistência entre dreno e fonte de estado ligado (Ron), no ganho de tensão do amplificador fonte comum (AVO) e na frequência de ganho de tensão unitário (fT), quando comparado ao respectivo CM equivalente. Como exemplo, pode-se citar o aumento de 168% no valor de IDS (triodo) do DM com ângulo ? de 36,9º, em relação ao valor obtido do CM equivalente. O MOSFET Octo, que é obtido quando os vértices do transistor hexagonal são cortados, foi projetado com o objetivo de aumentar a robustez contra descargas eletrostáticas e elevar a tensão de ruptura do transistor, considerando as mesmas condições de polarização entre o OM e o DM equivalentes. Essa nova estrutura contém três componentes de campo elétrico longitudinal. Comparado ao CM equivalente, o OM associa melhorias de vários parâmetros elétricos com significante redução na área de silício ocupada pelo transistor, considerando as mesmas condições de polarização. O SOI MOSFET Fish (FSM) preserva o conceito de efeito de canto longitudinal (LCE) do DM e pode ser construído com a dimensão mínima permitida pela tecnologia CMOS, ou seja, o FSM foi especialmente projetado para aplicações digitais de CIs. Considerando as mesmas condições de polarização e áreas de porta, o FSM possui melhor desempenho que o seu equivalente SOI MOSFET convencional (CSM) para a corrente de dreno normalizada pelo fator geométrico, transcondutância normalizada pelo fator geométrico, Ron, tensão Early, ganho de tensão intrínseco do transistor (AV) e fT. Para ilustrar, o valor de AV do FSM com ângulo ? de 45º foi 47,9% maior que o valor obtido para o CSM equivalente. Visando a aplicação aeroespacial de CIs, o estudo comparativo dos efeitos da radiação nos DMs e nos seus respectivos CMs equivalentes foi realizado. O primeiro ensaio de radiação foi feito com raios-X no Centro Universitário da FEI, enquanto que o segundo ensaio foi feito com feixe de prótons no Laboratório de Materiais e Feixes Iônicos (LAMFI), que está contido nas dependências do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Foi constatado, experimentalmente, que o Diamante é mais robusto aos efeitos da radiação (raios-X e prótons) que o CM equivalente, devido a menor região de bico de pássaro presente na estrutura hexagonal, considerando as mesmas condições de polarização |
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