Kanaallengte modulatie

kanaallengte modulatie (CLM) is een effect in veldeffecttransistoren, een verkorting van de lengte van het omgekeerde kanaalgebied met een toename in drain bias voor grote drain biases. Het resultaat van CLM is een toename van de stroom met drain bias en een vermindering van de uitgangsweerstand. Het is een van de verschillende short-channel effecten in MOSFET scaling. Het veroorzaakt ook vervorming in JFET versterkers.

dwarsdoorsnede van een MOSFET die in het verzadigingsgebied werkt

om het effect te begrijpen, wordt eerst de notie van pinch-off van het kanaal geïntroduceerd. Het kanaal wordt gevormd door aantrekking van dragers aan de poort, en de stroom die door het kanaal wordt getrokken is bijna een constante onafhankelijk van de afvoerspanning in verzadigingsmodus. Echter, in de buurt van de afvoer, de poort en afvoer samen bepalen het elektrische veld patroon. In plaats van te stromen in een kanaal, voorbij het pinch-off punt de dragers stromen in een ondergrond patroon mogelijk gemaakt omdat de afvoer en de poort beide regelen de stroom. In de figuur aan de rechterkant wordt het kanaal aangegeven door een gestippelde lijn en wordt zwakker naarmate de afvoer wordt benaderd, waardoor een spleet van niet-omgekeerd silicium tussen het einde van de gevormde inversielaag en de afvoer (de pinch-off regio).

naarmate de afvoerspanning toeneemt, breidt de controle over de stroom zich verder uit naar de bron, zodat het niet-omgezette gebied zich uitbreidt naar de bron, waardoor de lengte van het kanaalgebied wordt verkort, het effect dat kanaallengte modulatie wordt genoemd. Omdat de weerstand evenredig is aan de lengte, vermindert het verkorten van het kanaal zijn weerstand, waardoor een toename van de stroom met een toename van de drain bias voor een MOSFET die in verzadiging werkt. Het effect is meer uitgesproken hoe korter de source-to-drain scheiding, hoe dieper de drain junction, en hoe dikker de oxide isolator.

in het zwakke inversiegebied leidt de invloed van de drain, analoog aan de modulatie van de kanaallengte, tot een slechter uitschakelgedrag, bekend als drain-geïnduceerde barrièreverlaging, een drain-geïnduceerde verlaging van de drempelspanning.

bij bipolaire apparaten wordt een vergelijkbare toename van de stroom waargenomen met een verhoogde collectorspanning als gevolg van base-vernauwing, bekend als het vroege effect. De overeenkomst in effect op de huidige heeft geleid tot het gebruik van de term “vroege effect” voor MOSFETs ook, als een alternatieve naam voor “kanaal-lengte modulatie”.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.