С4.3 Рабочий ток и быстродействие МОПТ

В то время как нижняя граница порогового напряжения обусловлена ограничением мощности в статическом режиме (подпороговый ток), его верхняя граница определяется рабочим током (током во включенном состоянии) и временем переключения. Для быстрой перезарядки эффективной емкости узла стока транзистора (быстродействия) необходимо иметь возможно больший рабочий ток. Ток в открытом состоянии МОПТ определяется в режиме насыщения как

. (С4.4)

Поскольку в режиме насыщения

,

то чем меньше пороговое напряжение, тем выше рабочий ток, и, следовательно, выше скорость переключения. С этой точки зрения, желательно иметь пороговое напряжение как можно меньше. Поэтому для быстродействующих схем (HP) обычно сохраняют отношение .

С4.4 Зависимость рабочего тока от подпорогового тока

Так как выбор порогового напряжения определяется компромиссом между и , необходимо рассмотреть зависимость от . Рис.С4.3 представляет зависимость от (проходная характеристика) при постоянном напряжении в линейном и полулогарифмическом масштабах для облегчения считывания и . По существу настройка порогового напряжения прибора сводится к параллельному сдвигу кривых горизонтально вдоль оси . Заметим, что для приращения сдвига величина уменьшается с коэффициентом , в то время как ток уменьшается на величину , где − крутизна в пологой области (или наклон кривой при ). Фактически, чтобы максимизировать отношение для данного , желательно сдвинуться в сторону возможно большего порогового напряжения, так чтобы весь диапазон находился в подпороговой области. Однако для быстродействующих КМОП этот режим нежелателен, поскольку он приводит к уменьшению и увеличению задержки.

Рис. С4.3. Зависимости в линейном и полулогарифмическом масштабе; напряжение питания .

Дата добавления: 2017-01-13