MOSFET: differenze tra le versioni

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ammorbidimento della forma
(ammorbidimento della forma)
==L'effetto body==
 
Quando la differenza tra ''source'' e ''body'' è diversa da zero, si ha ''effetto body'' (in inglese ''body effect''). Questo contribuisce ad aumentare la [[tensione di soglia]] <math>V_{tn0}</math>. Dati i parametri tecnologici <math>\gamma</math> (fattore di effetto body) e <math>2 \phi_{F}</math> (potenziale superficiale), la tensione di soglia provvista di effetto body sarà:
 
<math>V_{tn}=V_{tn0}+ \gamma(\sqrt{V_{BS}+2 \phi_{F}}-\sqrt{2 \phi_{F}})</math>.
In sostanza, l'effetto body è dovuto alla presenza di capacità parassite tra il canale, sostanzialmente al potenziale del ''source'', e il substrato del transistore. Le variazioni della tensione di comando vedono pertanto una partizione capacitiva tra la capacità ''gate''-canale e la capacità canale-substrato. Nel caso in cui il ''source'', e quindi il canale in prima approssimazione, è mantenuto allo stesso potenziale del substrato questa seconda capacità è ininfluente (poichè tra due nodi alla medesima tensione) ai fini del trasferimento del segnale e la tensione di soglia è quella nominale; invece la differenza di tensione tra ''source'' e substrato determina la necessità di un caricamento di questa capacità parassita oltre al caricamento solito della capacità tra ''gate'' e canale. Parte della tensione applicata al ''gate'' va dunque a cadere su questa capacità parassita, e per ottenere il risultato voluto di inversione dei portatori all'interfaccia ossido-substrato si deve aumentare la tensione di comando, il che equivale da un punto di vista complessivo ad un aumento della tensione di soglia del transistore.
 
LA causa dell'effetto body comporta che, l'equazione scritta per le correnti nel MOSFET sianonon è sbagliateaccurata. Infatti se supponiamo di mantenere una certa tensione che fissiamo tra il drain ed il source, la tensione nei punti del canale non è costante, ma varia man mano che ci si sposta da un potenziale all'altro (solitamente la massa per il source). Questo effetto è trascurato nella formulazione che porta all'equazione scritta sopra, che quindi già di per questo motivo risulta un'approssimazioneapprossimata. AncorUna piùulteriore perapprossimazione viaderiva delldalll'aumento della tensione di soglia tale equazione risulta sbagliata. Il campo elettrico presente nel canale è dettato unicamente dalle tensioni di drain e di source, mentre la carica indotta all'interfaccia ossido-silicio dipende dalla tensione di gate. Se si considera la tensione di soglia senza effetto body si ha una carica indotta nel canale minore di quella che i calcoli vorrebbero, ossia il trascurare l'aumento della tensione di soglia comporta un errore in eccesso nella valutazione della corrente del canale. Per questa corrente dovreisarebbe poternecessario aumentare il campo elettrico, ma ciò non è possibile in quanto E dipende solo dalla tensione tra drain e source. Si ha allora una distribuzione del campo elettrico diversa da quella attesa nella approssimazione fatta, e una corrente che risulta essere minore.
 
Si può pensare anche di sfruttare vantaggiosamente questo effetto apparentemente solo negativo. Nella tecnologia scalata sta diventando fondamentale il problema dato dalle correnti di sottosoglia. Esse comportano una dissipazione statica di potenza considerevole e risultano ormai comparabili come ordine di grandezza con le correnti a cui funzionano i transistori moderni. Si sfrutta allora l'effetto body andando a polarizzare ad una tensione bassa (rispetto a quella di source) il substrato, così da diminuire esponenzialmente le correnti circolanti sottosoglia.
 
Si può pensare anche di sfruttare questo effetto apparentemente solo negativo. Nella tecnologia scalata sta diventando fondamentale il problema dato dalle correnti di sottosoglia. Esse comportano una dissipazione statica di potenza considerevole e risultano ormai comparabili come ordine di grandezza con le correnti a cui funzionano i transistori moderni. Si sfrutta allora l'effetto body andando a polarizzare ad una tensione bassa (rispetto a quella di source) il substrato, così da diminuire esponenzialmente le correnti circolanti sottosoglia.
==La supremazia dei MOSFET==
 
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