(ou) V
1
substrat p
n+
n+
zone du canal
W
L
Source ( S ) Grille ( G )
Drain ( D )
Le MOSFET
I – Introduction.
1 - Structure, vue 3D du MOS à canal N (NMOS) :
MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
G
D
S
iD
vDS
vGS
W largeur du canal [µm]
L longueur du canal [µm]
length
width
2
substrat de type p ( body / bulk )
n+
n+
p+
Metal ( Poly Si )
Oxide ( SiO2 )
Semiconductor
Source ( S ) Grille ( G ) Drain ( D ) Body ( B )
Métal
"canal"
L
G
D
S
iD
vDS
vGS
G
D
S
B G
D
S
B
pour vSB = 0 pour vSB ≠ 0
I – Introduction
3
I – Introduction
Composants discrets : électronique de puissance
commutation, amplification
Technologie caractérisée par Lmin de grille
MOS :
peu fréquent
3 pattes
Electronique intégrée : composant "
roi
" de la micro-électronique
Intel core i7, 8 cœurs : 22 nm, > 4 milliards de transistors
4 pattes, choix W et L
outils de conception informatisés : CAO
4
G
D
S
iD
vDS
vGS
I – Introduction
2 – Caractéristiques courant – tension du NMOS (pour vSB = 0).
La tension appliquée entre la grille et la source, vGS,
permet de contrôler le courant circulant entre le
drain et la source, iD.
i.e. source de courant commandée par une tension
Les aspects théoriques de l’établissement de la caractéristique iD – v
DS en
fonction des différents régimes de polarisation du transistor appartiennent à
la physique des S.-C., ils sont traités très succinctement dans ce cours.
Vcontrôle
G = transconductance [A/V]
iG=0
Le courant de grille sera considéré nul : iG ≈ 0
5
I – Introduction
a. Caractéristique iD - vDS
iD (mA)
vDS (V)
vGS ≤ Vtn
0
0,5
1
1,5
1 2 3 4
Pour vGS ≤ 0 : Transistor bloqué
Pour vGS ≤ Vtn : Inversion faible
Cutoff
Vtn : tension de seuil du NMOS (qqs 100aines mV)
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87
1
/
87
100%
