Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

5.14: Comparación de MOSFET balísticos y no balísticos

  • Page ID
    84181
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Si calculamos la IV de un MOSFET convencional con una longitud de canal en régimen balístico, obtenemos curvas IV que son cualitativamente similares al resultado balístico. Por ejemplo, en la Figura 5.13.6 se muestra el modelo clásico de un MOSFET con una longitud de canal de 40 nm. Es cualitativamente similar a la Figura 5.13.1. Ambos poseen un régimen lineal y uno de saturación, y ambos presentan un comportamiento idéntico por debajo del umbral. Pero la magnitud de la corriente difiere bastante sustancialmente. El dispositivo balístico presenta mayores corrientes de canal debido a la ausencia de dispersión.

    Otra forma de comparar MOSFET balísticos y no balísticos es volver a la analogía del flujo de agua. \(^{†}\)Como antes, la fuente y el drenaje son modelados por embalses. El potencial del canal es modelado por un émbolo. Los cambios inducidos por la puerta en el potencial del canal hacen que el émbolo se mueva hacia arriba y hacia abajo en el canal. La diferencia más importante entre los MOSFET balísticos y no balísticos es el perfil del agua en el canal. La altura del agua cambia en el dispositivo no balístico, mientras que el agua en el canal balístico no se relaja para disminuir las energías durante su paso a través del canal.

    Captura de pantalla 2021-05-20 a las 21.17.05.png
    Figura\(\PageIndex{1}\): La analogía del flujo de agua para la operación de MOSFET balísticos y clásicos. La conducción en el canal es controlada por un émbolo que modela el potencial del canal. Los transistores se encienden bajando el potencial de puerta. Entonces, a medida que disminuye la altura del depósito de drenaje (correspondiente al aumento\(V_{DS}\)), el canal ingresa primero al régimen lineal (donde el flujo de corriente está limitado por\(V_{DS}\)) y luego al régimen de saturación donde la corriente es controlada solo por el potencial de puerta.

    \(^{†}\)Para un tratamiento más detallado de la analogía del agua a los FET convencionales ver Tsividis, “Operación y Modelado del transistor MOS”, 2a edición, Oxford University Press (1999).


    5.14: Comparación de MOSFET balísticos y no balísticos is shared under a CC BY-NC-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by LibreTexts.