Modulación de longitud de canal

La modulación de longitud de canal (CLM) es un efecto en transistores de efecto de campo, un acortamiento de la longitud de la región de canal invertido con aumento en el sesgo de drenaje para sesgos de drenaje grandes. El resultado del CLM es un aumento de la corriente con sesgo de drenaje y una reducción de la resistencia de salida. Es uno de varios efectos de canal corto en escala MOSFET. También causa distorsión en amplificadores JFET.

Sección transversal de un MOSFET que opera en la región de saturación

Para comprender el efecto, primero se introduce la noción de pinch-off del canal. El canal está formado por la atracción de portadores a la puerta, y la corriente que atraviesa el canal es casi constante, independiente del voltaje de drenaje en modo de saturación. Sin embargo, cerca del desagüe, la compuerta y el desagüe determinan conjuntamente el patrón del campo eléctrico. En lugar de fluir en un canal, más allá del punto de pellizco, los portadores fluyen en un patrón subsuperficial hecho posible porque el drenaje y la compuerta controlan la corriente. En la figura de la derecha, el canal está indicado por una línea discontinua y se debilita a medida que se acerca el drenaje, dejando un espacio de silicio no convertido entre el extremo de la capa de inversión formada y el drenaje (la región de pellizco).

A medida que aumenta el voltaje de drenaje, su control sobre la corriente se extiende más hacia la fuente, por lo que la región no convertida se expande hacia la fuente, acortando la longitud de la región del canal, el efecto llamado modulación de longitud de canal. Debido a que la resistencia es proporcional a la longitud, acortar el canal disminuye su resistencia, causando un aumento en la corriente con un aumento en el sesgo de drenaje para un MOSFET que opera en saturación. El efecto es más pronunciado cuanto más corta es la separación de la fuente al drenaje, más profunda es la unión del drenaje y más grueso es el aislante de óxido.

En la región de inversión débil, la influencia del drenaje análoga a la modulación de longitud de canal conduce a un comportamiento de apagado del dispositivo más pobre conocido como reducción de barrera inducida por drenaje, una reducción inducida por drenaje del voltaje de umbral.

En los dispositivos bipolares, se observa un aumento similar de la corriente con el aumento del voltaje del colector debido al estrechamiento de la base, conocido como el efecto Temprano. La similitud en el efecto sobre la corriente ha llevado al uso del término «Efecto temprano» para MOSFET también, como un nombre alternativo para»modulación de longitud de canal».

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