Apêndice B (parte 2)

B.1.2 Modelo do Diodo

O modelo SPICE do diodo para grandes sinais é composto por uma resistência R_{S}, representando a resistência total das regiões p e n, em série com o paralelo de uma fonte de corrente e um capacitor não-linear, o qual representa as capacitâncias de junção e de difusão.

Alguns dos parâmetros utilizados na modelagem do diodo são a corrente de saturação, o coeficiente de emissão, a resistência ôhmica, a diferença de potencial, a capacitância da depleção sem polarização, o coeficiente de graduação, tempo de trânsito, tensão de ruptura e corrente reversa na tensão de ruptura.

 

B.1.3 Modelo do Diodo Zener

Pode ser aproximado pelo paralelo de um diodo comum (modelo anterior), que simula a polarização direta do zener, e de uma associação série de um diodo ideal (coeficiente de graduação em torno de 0,01), uma fonte de tensão, que é a tensão de regulação do zener, e uma resistência, que representa a resistência de polarização reversa. O ponto fraco desse modelo é a ausência da representação da operação na região de ruptura.

 

B.1.4 Modelos de MOSFET

O modelo de lei quadrática é utilizado para transistores com canais longos. Para canais menores, outros fatores físicos devem ser considerados, tornando necessário modelos diferentes. Alguns deles são o modelo do IGFET de canal curto de Berkeley e o EKV. Os fabricantes ajustam os modelos com seu conhecimento do processo e através de medições extensivas, de modo que as simulações sejam capazes de se aproximar do comportamento do dispositivo real. Isso é atrativo para os desenvolvedores, pois evita custos de reprojeto.

Parâmetros Básicos do Modelo do MOSFET: Nível do modelo (quanto maior o nível, mais complexo o modelo usado na simulação), espessura do óxido do gate, capacitância do óxido do gate por unidade de área, mobilidade do portadores, parâmetro de transcondutância do processo, coeficiente de modulação de canal, tensão de limiar sem polarização, parâmetro de efeito de corpo, dopagem do substrato e inversão de potencial de superfície.

Parâmetros de Diodo do MOSFET: Densidade de saturação de corrente da junção de corpo, capacitância de junção de corpo sem polarização por unidade de área da região de dreno/fonte, coeficiente de graduação para a componente de área, capacitância da junção de corpo sem polarização por unidade de comprimento ao longo das laterais da região de dreno/fonte, coeficiente de graduação para a componente lateral, diferença de potencial da junção de corpo. Através das áreas do dreno e da fonte e dos perímetros de suas laterais, é possível calcular as capacitâncias da camada de depleção.

Parâmetros de Dimensão e de Capacitância do Gate do MOSFET: Algumas dimensões do MOSFET são afetadas pelo processo de fabricação devido a regiões de difusão que se estendem abaixo do óxido do gate e da difusão lateral que se estende para dentro do canal. Elas são denominadas difusão lateral no canal das regiões de difusão de fonte/dreno e difusão lateral no canal do corpo ao longo da largura. As alterações de capacitâncias são dadas pelos parâmetros capacitância de sobreposição gate-corpo por unidade de comprimento, capacitância de sobreposição de gate-dreno por unidade de largura e capacitância de sobreposição de gate-fonte por unidade de largura.

Quanto mais parâmetros forem fornecidos para o modelo, mais características o simulador será capaz de utilizar, sendo que um conjunto mínimo deverá ser fornecido para permitir a execução da simulação. Parâmetros que podem ser calculados pela manipulação do valor de outros parâmetros serão sobrescritos pelo usuário, caso sejam fornecidos.

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