Transistor MOS

Introduction - Définitions

Modes de fonctionnement

Transistor MOS en statique

Transistor MOS en dynamique

Transistors MOS particuliers

Conclusions. Exercices


Transistor MOS. 8.3 Analyse du régime statique .

présentation de trois modèles différents du transistor MOS

Vue "supérieure" du MOSFET étudié

On étudie un E-MOSFET canal N

Hypothèses simplificatrices :

  • L : longueur de grille (partie de la distance entre la source et le drain recouverte par le contact de grille)
  • Z : largeur de grille.
  • Capacité MOS en régime de bande plate possède une couche d'inversion (VGS > VTH ).
  • La mobilité des électrons de la couche d'inversion est constante tout le long du canal et sa valeur est µ* : mobilité de surface. Les porteurs se trouvent dans le silicium près de l'interface avec l'isolant. A cause des interactions avec la surface, leur mobilité est plus faible que celle en volume d'un facteur 2 environ (µ* µn/2).
  • la capacité MOS est en régime de Bandes Plates.

8.3.1. Modèle linéaire.

On suppose que le potentiel entre le drain et la source est faible et de ce fait la charge inversion par unité de surface Qinv est constante tout le long de canal.

Le courant drain source peut s'exprimer par :

où tr = temps de transit des porteurs entre source et drain. tr = L/v avec v = µ* E = µ* VDS/L. donc : rel817

la charge d'inversion par unité de surface est donnée par : Qinv = - Cinv (VGS- VTH ) ou Cinv est la capacité d'inversion par unité de surface.

Dans le transistor E-MOS, Cinv = Ci : capacité de l'isolant par unité de surface car pour s'établir la charge d'inversion puise les porteurs dans les caissons de source et de drain, elle s'établit donc beaucoup plus rapidement que la charge d'inversion dans la capacité MOS. En d'autre termes, ce sont la source et le drain qui fournissent les porteurs nécessaires à la charge d'inversion.

On obtient alors :

Cette modélisation est valable uniquement si VDS < VGS - VTH .

le E-MOSFET fonctionne comme une résistance commandée par une tension. On est dans la partie linéaire des caractéristiques.

 

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serveur eudil Dernière mise à jour : le  02-Mar-2001 Auteur : Bernard BOITTIAUX