Distorção harmônica entre os MOSFETs implementados com os estilos de leiaute do tipo diamante híbrido e convencionais - Aoyama, M. M. (2019)
Na atualidade, há diferentes frentes de pesquisa (uso de novas estruturas de transistores, novos materiais, etc.) quer nas instituições de ensino, quer nos centros de pesquisa, visando a redução das dimensões do Transistor de Efeito de Campo Metal-Óxido-Semicondutor (MOSFET), para que, desta forma, possa continuar a atender a chamada Lei de Moore. Recentemente, foi proposta uma inovadora abordagem que não adiciona custos aos atuais processos de fabricação de circuitos integrados (CIs) MOS Complementar planares, chamada de MOSFET com leiaute de portas não convencionais, que são capazes de potencializar o seu desempenho elétrico em aplicações analógicas em relação ao MOSFET de geometria de porta retangular equivalente. Esta dissertação de mestrado visa realizar um estudo experimental comparativo do comportamento da distorção harmônica total normalizada pelo ganho de tensão (THD/Av) no MOSFET com leiaute de porta do tipo Diamante Híbrido (Composto pela associação paralela de 3 MOSFETs: ao centro um MOSFET do tipo Diamante e dois MOSFETs de porta retangular) em relação ao MOSFET convencional de geometria de porta retangular (CM), por se tratar de uma figura de mérito de grande importância em aplicações analógicas. O MOSFET do tipo Diamante Híbrido (HDM) foi desenvolvido devido às limitações do processo de fabricação de CIs mais sofisticados que não permitem que a região de porta seja definida de forma ortogonal à da região ativa do transistor. Os MOSFETs utilizados neste projeto de pesquisa foram fabricados com processo comercial de fabricação de CIs CMOS convencional (Bulk) de 0,18 µm da TSMC, via programa universitário Mini@sic do IMEC. O Método da Função Integral foi usado para realizar o estudo da THD/Av dos MOSFETs. Esse método usa somente a curva característica de corrente contínua do MOSFET operando na região de saturação (essa curva é a de corrente entre o dreno e a fonte em função da tensão entre a porta e a fonte). Um dos principais resultados obtidos mostra que o HDM com um ângulo alfa (a) igual a 45° é capaz de reduzir a THD/Av cerca de 6,4 dB para uma sobretensão de porta igual a 600 mV quando comparado ao CM, isso ocorre porque o MOSFET do tipo Diamante Híbrido com ângulo a igual a 45° apresentou um ganho de tensão intrísico maior que à do CM, visto que a THD/Av é fortemente dependente do ganho de tensão desses dispositivos