चैनल लम्बाई मॉड्यूलेशन: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "{{Use dmy dates|date=April 2023}} {{short description|Effect in field effect transistors}} File:Mosfet saturation.svg|thumbnail|संतृप्ति क्षेत्...")
 
No edit summary
 
(5 intermediate revisions by 4 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{Use dmy dates|date=April 2023}}
[[File:Mosfet saturation.svg|thumbnail|संतृप्ति क्षेत्र में संचालित मॉस्फेट का क्रॉस सेक्शन]]'''चैनल लम्बाई मॉड्यूलेशन''' या सीएलएम मुख्य रूप से [[क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर|क्षेत्र प्रभाव जनित्र]] का ऐसा प्रभाव हैं, जो बड़े ड्रेन पूर्वाग्रहों के लिए ड्रेन पूर्वाग्रह में वृद्धि के साथ इस प्रकार के व्युत्क्रम चैनल वाले क्षेत्र की लंबाई को कम कर देता हैं। इस प्रकार सीएलएम का परिणाम ड्रेन पूर्वाग्रह के साथ धारा में वृद्धि और आउटपुट प्रतिरोध में कमी करता है। यह [[MOSFET स्केलिंग|मॉस्फेट स्केलिंग]] में कई शॉर्ट-चैनल ऐसे प्रभावों को प्रदर्शित करते है। यह [[JFET|जेईएफटी]] प्रवर्धकों में विकृति उत्पन्न करने में सहायक हैं।<ref>{{Cite web|title=JFET इनपुट स्टेज सर्किट में विकृति|url=http://pmacura.cz/diyaudio/jfetdist.htm|access-date=2021-02-12|website=pmacura.cz|archive-date=27 May 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210527014140/http://pmacura.cz/diyaudio/jfetdist.htm|url-status=live}}</ref>
{{short description|Effect in field effect transistors}}
इस प्रकार के प्रभावों का आंकलन करने के लिए पहले चैनल के पिंच-ऑफ की धारणा को प्रस्तुत किया जाता हैं। इसके पश्चात् चैनल गेट के लिए वाहकों के आकर्षण को उत्पन्न करते हैं, और चैनल के माध्यम से उपयोग की जाने वाली धारा के संतृप्ति मोड में ड्रेन वोल्टेज से लगभग यह मान निरंतर स्वतंत्र रहता है। चूंकि ड्रेन के पास, गेट 'और ड्रेन' संयुक्त रूप से विद्युत क्षेत्र प्रारूप का निर्धारण करते हैं। इस प्रकार चैनल में प्रवाहित होने के अतिरिक्त पिंच-ऑफ पॉइंट से अलग वाहक उपसतह प्रारूप में प्रवाहित होते हैं, क्योंकि ड्रेन और गेट दोनों धारा को नियंत्रित करते हैं। इस प्रकार दाईं ओर की आकृति में चैनल को इस रेखा द्वारा इंगित किया गया है और बाद में यह कमजोर हो जाता है, क्योंकि इसे ड्रेन से संपर्क किया जाता है, इसके गठित व्युत्क्रम परत के अंत और ड्रेन "पिंच-ऑफ" क्षेत्र के बीच अनवर्टेड सिलिकॉन का अंतर छोड़ देता है।
[[File:Mosfet saturation.svg|thumbnail|संतृप्ति क्षेत्र में संचालित एक MOSFET का क्रॉस सेक्शन]]चैनल लम्बाई मॉड्यूलेशन (सीएलएम) [[क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर]] में एक प्रभाव है, बड़े नाली पूर्वाग्रहों के लिए नाली पूर्वाग्रह में वृद्धि के साथ उलटा चैनल क्षेत्र की लंबाई का छोटा होना। सीएलएम का परिणाम नाली पूर्वाग्रह के साथ वर्तमान में वृद्धि और आउटपुट प्रतिरोध में कमी है। यह [[MOSFET स्केलिंग]] में कई शॉर्ट-चैनल प्रभावों में से एक है। यह [[JFET]] एम्पलीफायरों में विकृति भी पैदा करता है।<ref>{{Cite web|title=JFET इनपुट स्टेज सर्किट में विकृति|url=http://pmacura.cz/diyaudio/jfetdist.htm|access-date=2021-02-12|website=pmacura.cz|archive-date=27 May 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210527014140/http://pmacura.cz/diyaudio/jfetdist.htm|url-status=live}}</ref>
प्रभाव को समझने के लिए, पहले चैनल के पिंच-ऑफ की धारणा पेश की जाती है। चैनल गेट के लिए वाहकों के आकर्षण से बनता है, और चैनल के माध्यम से खींचा जाने वाला वर्तमान संतृप्ति मोड में नाली वोल्टेज से लगभग निरंतर स्वतंत्र होता है। हालांकि, नाली के पास, गेट 'और नाली' संयुक्त रूप से विद्युत क्षेत्र पैटर्न का निर्धारण करते हैं। एक चैनल में बहने के बजाय, पिंच-ऑफ पॉइंट से परे वाहक एक उपसतह पैटर्न में प्रवाहित होते हैं क्योंकि नाली और गेट दोनों करंट को नियंत्रित करते हैं। दाईं ओर की आकृति में, चैनल को एक धराशायी रेखा द्वारा इंगित किया गया है और कमजोर हो जाता है क्योंकि नाली से संपर्क किया जाता है, गठित उलटा परत के अंत और नाली ("पिंच-ऑफ") के बीच अनवर्टेड सिलिकॉन का अंतर छोड़ देता है। क्षेत्र)।


जैसे-जैसे ड्रेन वोल्टेज बढ़ता है, करंट पर इसका नियंत्रण स्रोत की ओर बढ़ता जाता है, इसलिए अनवर्टेड क्षेत्र स्रोत की ओर फैलता है, जिससे चैनल क्षेत्र की लंबाई कम हो जाती है, प्रभाव को 'चैनल-लंबाई मॉडुलन' कहा जाता है। क्योंकि प्रतिरोध लंबाई के समानुपाती होता है, चैनल को छोटा करने से इसका प्रतिरोध कम हो जाता है, जिससे संतृप्ति में संचालित [[MOSFET]] के लिए ड्रेन बायस में वृद्धि के साथ धारा में वृद्धि होती है। स्रोत-टू-ड्रेन पृथक्करण जितना छोटा होगा, ड्रेन जंक्शन जितना गहरा होगा, और ऑक्साइड इंसुलेटर उतना ही मोटा होगा, इसका प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।
इस प्रकार जैसे-जैसे ड्रेन वोल्टेज बढ़ता है, धारा पर इसका नियंत्रण स्रोत की ओर बढ़ता जाता है, इसलिए अनवर्टेड क्षेत्र स्रोत की ओर फैलता है, जिससे चैनल क्षेत्र की लंबाई कम हो जाती है, इस प्रकार प्रभाव को 'चैनल-लंबाई मॉडुलन' कहा जाता है। क्योंकि इस प्रकार प्रतिरोध लंबाई के समानुपाती होता है, इसके कारण चैनल को छोटा करने से इसका प्रतिरोध कम हो जाता है, जिससे संतृप्ति में संचालित [[MOSFET|मॉस्फेट]] के लिए ड्रेन बायस में वृद्धि के साथ धारा में वृद्धि होती है। इस प्रकार स्रोत-टू-ड्रेन पृथक्करण जितना छोटा होगा तथा ड्रेन जंक्शन जितना गहरा होगा, और ऑक्साइड इंसुलेटर उतना ही अधिक होगा इसके कारण यह प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।


कमजोर व्युत्क्रमण क्षेत्र में, चैनल-लम्बाई मॉड्यूलेशन के समान नाली के प्रभाव से [[डीआईबीएल]] के रूप में जाना जाने वाला खराब डिवाइस टर्न ऑफ व्यवहार होता है।
कमजोर व्युत्क्रमण क्षेत्र में, चैनल-लम्बाई मॉड्यूलेशन के समान ड्रेन के प्रभाव से [[डीआईबीएल]] के रूप में उपयोग किये जाने वाले उपकरण टर्न ऑफ रूप से व्यवहार करते है।


[[ द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर ]] में, बेस-संकुचन के कारण बढ़े हुए कलेक्टर वोल्टेज के साथ करंट में समान वृद्धि देखी जाती है, जिसे [[प्रारंभिक प्रभाव]] के रूप में जाना जाता है। धारा पर प्रभाव की समानता ने चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन के वैकल्पिक नाम के रूप में MOSFETs के लिए प्रारंभिक प्रभाव शब्द का उपयोग करने के लिए प्रेरित किया है।
[[ द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर |द्विध्रुवी जंक्शन जनित्र]] में, बेस-संकुचन के कारण बढ़े हुए एकत्रित वोल्टेज के साथ धारा में समान वृद्धि देखी जाती है, जिसे [[प्रारंभिक प्रभाव]] के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार धारा पर प्रभाव की समानता ने चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन के वैकल्पिक नाम के रूप में मॉस्फेट के लिए प्रारंभिक प्रभाव शब्द का उपयोग करने के लिए प्रेरित किया है।


== शिचमैन-होजेस मॉडल {{anchor|Shichman-Hodges model|Shichman–Hodges model|Shichman-Hodges|Shichman–Hodges}}==
== शिचमैन-होजेस मॉडल ==
पाठ्यपुस्तकों में, MOSFET#ऑपरेशन के मोड में चैनल लंबाई मॉडुलन आमतौर पर शिचमैन-होजेस मॉडल का उपयोग करके वर्णित किया जाता है, जो केवल पुरानी तकनीक के लिए सटीक है:<ref>{{cite web |url=http://www.nanodottek.com/NDT14_08_2007.pdf |title=NanoDotTek Report NDT14-08-2007, 12 August 2007 |publisher=NanoDotTek |access-date=23 March 2015 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120617082916/http://www.nanodottek.com/NDT14_08_2007.pdf |archivedate=2012-06-17}}</ref>
मॉस्फेट प्रक्रिया के मोड में चैनल लंबाई मॉडुलन सामान्यतः '''शिचमैन-होजेस मॉडल''' का उपयोग करके वर्णित किया जाता है, जो केवल इस प्रकार की पुरानी विधि  के लिए सही है:<ref>{{cite web |url=http://www.nanodottek.com/NDT14_08_2007.pdf |title=NanoDotTek Report NDT14-08-2007, 12 August 2007 |publisher=NanoDotTek |access-date=23 March 2015 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120617082916/http://www.nanodottek.com/NDT14_08_2007.pdf |archivedate=2012-06-17}}</ref> जहां <math>I_\text{D}</math> = ड्रेन धारा तथा <math> K'_n </math> = प्रौद्योगिकी पैरामीटर को कभी-कभी ट्रांसकंडक्टेंस गुणांक कहा जाता है, इस प्रकार W, L = मॉस्फेट चौड़ाई और लंबाई, <math>V_\text{GS}</math> = गेट-टू-सोर्स वोल्टेज, <math>V_\text{th}</math> = ड्रेन वोल्टेज, <math>V_\text{DS}</math> = ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज, <math>V_\text{DS,sat} = V_\text{GS} - V_\text{th}</math>, और λ = चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर के रूप में उपयोग होता हैं।
कहाँ <math>I_\text{D}</math> = नाली वर्तमान, <math> K'_n </math> =
 
प्रौद्योगिकी पैरामीटर को कभी-कभी ट्रांसकंडक्टेंस गुणांक कहा जाता है, W, L = MOSFET चौड़ाई और लंबाई, <math>V_\text{GS}</math> = गेट-टू-सोर्स वोल्टेज, <math>V_\text{th}</math> = दहलीज वोल्टेज, <math>V_\text{DS}</math> = ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज, <math>V_\text{DS,sat} = V_\text{GS} - V_\text{th}</math>, और λ = चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर।
मौलिक शिचमैन-होजेस मॉडल में, <math>V_\text{th}</math> उपकरण स्थिरांक है, जो लंबे चैनलों वाले जनित्र की वास्तविकता को दर्शाता है।
क्लासिक शिचमैन-होजेस मॉडल में, <math>V_\text{th}</math> एक उपकरण स्थिरांक है, जो लंबे चैनलों वाले ट्रांजिस्टर की वास्तविकता को दर्शाता है।


== [[आउटपुट प्रतिरोध]] ==
== [[आउटपुट प्रतिरोध]] ==
चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह MOSFET आउटपुट प्रतिरोध, [[वर्तमान दर्पण]]ों और [[एम्पलीफायरों]] के सर्किट डिजाइन में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर तय करता है।
चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह मॉस्फेट '''आउटपुट प्रतिरोध''', [[वर्तमान दर्पण|धारा दर्पण]] और [[एम्पलीफायरों|प्रवर्धकों]] के परिपथ डिजाइन में महत्वपूर्ण पैरामीटर तय करता है।


ऊपर इस्तेमाल किए गए शिचमैन-होजेस मॉडल में, आउटपुट प्रतिरोध इस प्रकार दिया गया है:
इस प्रकार उपयोग किये गए शिचमैन-होजेस मॉडल में, आउटपुट प्रतिरोध इस प्रकार दिया गया है:


::<math display="block">\begin{align}
::<math display="block">\begin{align}
Line 26: Line 23:
       &= \frac{V_\text{E} L/{\Delta L} + V_\text{DS}}{I_\text{D}}
       &= \frac{V_\text{E} L/{\Delta L} + V_\text{DS}}{I_\text{D}}
\end{align}</math>
\end{align}</math>
कहाँ <math>V_\text{DS}</math> = ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज, <math>I_\text{D}</math> = नाली वर्तमान और <math>\lambda</math> = चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन पैरामीटर। चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन के बिना (λ = 0 के लिए), आउटपुट प्रतिरोध अनंत है। चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर को आमतौर पर MOSFET चैनल लंबाई L के व्युत्क्रमानुपाती के रूप में लिया जाता है, जैसा कि r के लिए ऊपर अंतिम रूप में दिखाया गया है<sub>O</sub>:<ref name=Sansen>{{Cite book
जहां <math>V_\text{DS}</math> = ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज, <math>I_\text{D}</math> = ड्रेन धारा और <math>\lambda</math> = चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन पैरामीटर को प्रदर्शित करता हैं। इस प्रकार चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन के बिना (λ = 0 के लिए), आउटपुट प्रतिरोध अनंत है। चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर को सामान्यतः मॉस्फेट चैनल लंबाई L के व्युत्क्रमानुपाती के रूप में लिया जाता है, जैसा कि r<sub>O</sub> के लिए ऊपर अंतिम रूप में दिखाया गया है:<ref name=Sansen>{{Cite book
  | author=W. M. C. Sansen
  | author=W. M. C. Sansen
  | title=Analog Design Essentials
  | title=Analog Design Essentials
Line 41: Line 38:
::<math>\lambda \approx \frac{\Delta L}{V_EL}</math>,
::<math>\lambda \approx \frac{\Delta L}{V_EL}</math>,


जहां वी<sub>E</sub> एक उचित पैरामीटर है, हालांकि यह बीजेटी के प्रारंभिक प्रभाव की अवधारणा के समान है। [[65nm]] के लिए, मोटे तौर पर V<sub>E</sub> ≈ 4 वी/माइक्रोन।<ref name=Sansen/>(ईकेवी मॉडल में एक अधिक विस्तृत दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है।<ref name=Fjeldly>
जहां V<sub>E</sub> उचित पैरामीटर है, चूंकि यह बीजेटी के प्रारंभिक प्रभाव की अवधारणा के समान है। इसके आधार पर  [[65nm]] के लिए, मुख्य रूप से V<sub>E</sub> ≈ 4 V/माइक्रोन है।<ref name=Sansen/> इस प्रकार ईकेवी मॉडल में अधिक विस्तृत दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है।<ref name=Fjeldly>
{{Cite book
{{Cite book
  |author1=Trond Ytterdal |author2=Yuhua Cheng |author3=Tor A. Fjeldly |title=Device Modeling for Analog and RF CMOS Circuit Design
  |author1=Trond Ytterdal |author2=Yuhua Cheng |author3=Tor A. Fjeldly |title=Device Modeling for Analog and RF CMOS Circuit Design
Line 50: Line 47:
  |isbn=0-471-49869-6
  |isbn=0-471-49869-6
  |url=https://books.google.com/books?id=aMUBiiFJYtQC&pg=PA212
  |url=https://books.google.com/books?id=aMUBiiFJYtQC&pg=PA212
}}</ref>). हालाँकि, आज तक λ के लिए उपयोग किया जाने वाला कोई सरल सूत्र r की सटीक लंबाई या वोल्टेज निर्भरता प्रदान नहीं करता है<sub>O</sub>आधुनिक उपकरणों के लिए, कंप्यूटर मॉडल के उपयोग को मजबूर करना, जैसा कि आगे संक्षेप में चर्चा की गई है।
}}</ref> चूंकि, आज तक λ के लिए उपयोग किया जाने वाला कोई सरल सूत्र r<sub>O</sub> की सटीक लंबाई या वोल्टेज निर्भरता प्रदान नहीं करता है, इस प्रकार आधुनिक उपकरणों के लिए, कंप्यूटर मॉडल के उपयोग को मजबूर करना, जैसा कि आगे संक्षेप में चर्चा की गई है।


एमओएसएफईटी आउटपुट प्रतिरोध पर चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन का प्रभाव डिवाइस, विशेष रूप से इसकी चैनल लंबाई और लागू पूर्वाग्रह दोनों के साथ भिन्न होता है। लंबे MOSFETs में आउटपुट प्रतिरोध को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक चैनल लंबाई मॉड्यूलेशन है जैसा कि अभी वर्णित है। छोटे MOSFETs में अतिरिक्त कारक उत्पन्न होते हैं जैसे: DIBL | ड्रेन-प्रेरित बैरियर लोअरिंग (जो थ्रेशोल्ड वोल्टेज को कम करता है, करंट को बढ़ाता है और आउटपुट रेजिस्टेंस को कम करता है), [[ वेग संतृप्ति ]] (जो ड्रेन वोल्टेज के साथ चैनल करंट में वृद्धि को सीमित करता है, जिससे उत्पादन प्रतिरोध में वृद्धि) और [[बैलिस्टिक परिवहन]] (जो नाली द्वारा वर्तमान के संग्रह को संशोधित करता है, और डीआईबीएल को संशोधित करता है। नाली-प्रेरित बाधा को कम करना ताकि पिंच-ऑफ क्षेत्र में वाहक की आपूर्ति में वृद्धि हो सके, वर्तमान में वृद्धि हो और आउटपुट प्रतिरोध कम हो सके ). फिर से, सटीक परिणामों के लिए SPICE#डिवाइस मॉडल की आवश्यकता होती है।
एमओएसएफईटी आउटपुट प्रतिरोध पर चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन का प्रभाव उपकरण, विशेष रूप से इसकी चैनल लंबाई और लागू पूर्वाग्रह दोनों के साथ भिन्न होता है। इस प्रकार लंबे मॉस्फेट में आउटपुट प्रतिरोध को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक चैनल लंबाई मॉड्यूलेशन है जैसा कि अभी वर्णित है। छोटे मॉस्फेटs में अतिरिक्त कारक उत्पन्न होते हैं, जैसे: डीआईबीएल या ड्रेन-प्रेरित बैरियर लोअरिंग जो थ्रेशोल्ड वोल्टेज को कम करता है, इस प्रकार यह धारा को बढ़ाता है और आउटपुट रेजिस्टेंस को कम करता है, [[ वेग संतृप्ति |वेग संतृप्ति]] जो ड्रेन वोल्टेज के साथ चैनल धारा में वृद्धि को सीमित करता है, जिससे उत्पादन प्रतिरोध में वृद्धि और [[बैलिस्टिक परिवहन]] जो ड्रेन द्वारा धारा के संग्रह को संशोधित करता है, और डीआईबीएल को संशोधित करता है। इस प्रकार ड्रेन-प्रेरित बाधा को कम करना ताकि पिंच-ऑफ क्षेत्र में वाहक की आपूर्ति में वृद्धि हो सके, धारा में वृद्धि हो और आउटपुट प्रतिरोध कम हो जाता हैं, इस प्रकार पुनः सटीक परिणामों के लिए स्पाइस उपकरण मॉडल की आवश्यकता होती है।


==संदर्भ और नोट्स==
==संदर्भ और नोट्स==
<references/>
<references/>
==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
* [http://www.onmyphd.com/?p=channel.length.modulation What is channel length modulation?] - OnMyPhD
* [http://www.onmyphd.com/?p=channel.length.modulation What is channel length modulation?] - OnMyPhD
* [http://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/mosfet-channel-length-modulation/ MOSFET Channel-Length Modulation] - Tech brief
* [http://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/mosfet-channel-length-modulation/ मॉस्फेट Channel-Length Modulation] - Tech brief
 
 
== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
*सीमा वोल्टेज
*सीमा वोल्टेज
* [[लघु चैनल प्रभाव]]
* [[लघु चैनल प्रभाव]]
*DIBL|ड्रेन-इंड्यूस्ड बैरियर लोअरिंग
*डीआईबीएल या ड्रेन-इंड्यूस्ड बैरियर लोअरिंग
*MOSFET#MOSFET संरचना और चैनल निर्माण
*मॉस्फेट मॉस्फेट संरचना और चैनल निर्माण
*[[हाइब्रिड-पाई मॉडल]]
*[[हाइब्रिड-पाई मॉडल]]
* [[ट्रांजिस्टर मॉडल]]
* [[ट्रांजिस्टर मॉडल|जनित्र मॉडल]]


{{DEFAULTSORT:Channel Length Modulation}}
{{DEFAULTSORT:Channel Length Modulation}}
श्रेणी:इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन
श्रेणी:इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन
श्रेणी:MOSFETs
श्रेणी:मॉस्फेटs
 


[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 20/06/2023|Channel Length Modulation]]
[[Category:Created On 20/06/2023]]
[[Category:Machine Translated Page|Channel Length Modulation]]
[[Category:Templates Vigyan Ready]]

Latest revision as of 19:26, 5 July 2023

संतृप्ति क्षेत्र में संचालित मॉस्फेट का क्रॉस सेक्शन

चैनल लम्बाई मॉड्यूलेशन या सीएलएम मुख्य रूप से क्षेत्र प्रभाव जनित्र का ऐसा प्रभाव हैं, जो बड़े ड्रेन पूर्वाग्रहों के लिए ड्रेन पूर्वाग्रह में वृद्धि के साथ इस प्रकार के व्युत्क्रम चैनल वाले क्षेत्र की लंबाई को कम कर देता हैं। इस प्रकार सीएलएम का परिणाम ड्रेन पूर्वाग्रह के साथ धारा में वृद्धि और आउटपुट प्रतिरोध में कमी करता है। यह मॉस्फेट स्केलिंग में कई शॉर्ट-चैनल ऐसे प्रभावों को प्रदर्शित करते है। यह जेईएफटी प्रवर्धकों में विकृति उत्पन्न करने में सहायक हैं।[1]

इस प्रकार के प्रभावों का आंकलन करने के लिए पहले चैनल के पिंच-ऑफ की धारणा को प्रस्तुत किया जाता हैं। इसके पश्चात् चैनल गेट के लिए वाहकों के आकर्षण को उत्पन्न करते हैं, और चैनल के माध्यम से उपयोग की जाने वाली धारा के संतृप्ति मोड में ड्रेन वोल्टेज से लगभग यह मान निरंतर स्वतंत्र रहता है। चूंकि ड्रेन के पास, गेट 'और ड्रेन' संयुक्त रूप से विद्युत क्षेत्र प्रारूप का निर्धारण करते हैं। इस प्रकार चैनल में प्रवाहित होने के अतिरिक्त पिंच-ऑफ पॉइंट से अलग वाहक उपसतह प्रारूप में प्रवाहित होते हैं, क्योंकि ड्रेन और गेट दोनों धारा को नियंत्रित करते हैं। इस प्रकार दाईं ओर की आकृति में चैनल को इस रेखा द्वारा इंगित किया गया है और बाद में यह कमजोर हो जाता है, क्योंकि इसे ड्रेन से संपर्क किया जाता है, इसके गठित व्युत्क्रम परत के अंत और ड्रेन "पिंच-ऑफ" क्षेत्र के बीच अनवर्टेड सिलिकॉन का अंतर छोड़ देता है।

इस प्रकार जैसे-जैसे ड्रेन वोल्टेज बढ़ता है, धारा पर इसका नियंत्रण स्रोत की ओर बढ़ता जाता है, इसलिए अनवर्टेड क्षेत्र स्रोत की ओर फैलता है, जिससे चैनल क्षेत्र की लंबाई कम हो जाती है, इस प्रकार प्रभाव को 'चैनल-लंबाई मॉडुलन' कहा जाता है। क्योंकि इस प्रकार प्रतिरोध लंबाई के समानुपाती होता है, इसके कारण चैनल को छोटा करने से इसका प्रतिरोध कम हो जाता है, जिससे संतृप्ति में संचालित मॉस्फेट के लिए ड्रेन बायस में वृद्धि के साथ धारा में वृद्धि होती है। इस प्रकार स्रोत-टू-ड्रेन पृथक्करण जितना छोटा होगा तथा ड्रेन जंक्शन जितना गहरा होगा, और ऑक्साइड इंसुलेटर उतना ही अधिक होगा इसके कारण यह प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।

कमजोर व्युत्क्रमण क्षेत्र में, चैनल-लम्बाई मॉड्यूलेशन के समान ड्रेन के प्रभाव से डीआईबीएल के रूप में उपयोग किये जाने वाले उपकरण टर्न ऑफ रूप से व्यवहार करते है।

द्विध्रुवी जंक्शन जनित्र में, बेस-संकुचन के कारण बढ़े हुए एकत्रित वोल्टेज के साथ धारा में समान वृद्धि देखी जाती है, जिसे प्रारंभिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार धारा पर प्रभाव की समानता ने चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन के वैकल्पिक नाम के रूप में मॉस्फेट के लिए प्रारंभिक प्रभाव शब्द का उपयोग करने के लिए प्रेरित किया है।

शिचमैन-होजेस मॉडल

मॉस्फेट प्रक्रिया के मोड में चैनल लंबाई मॉडुलन सामान्यतः शिचमैन-होजेस मॉडल का उपयोग करके वर्णित किया जाता है, जो केवल इस प्रकार की पुरानी विधि के लिए सही है:[2] जहां = ड्रेन धारा तथा = प्रौद्योगिकी पैरामीटर को कभी-कभी ट्रांसकंडक्टेंस गुणांक कहा जाता है, इस प्रकार W, L = मॉस्फेट चौड़ाई और लंबाई, = गेट-टू-सोर्स वोल्टेज, = ड्रेन वोल्टेज, = ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज, , और λ = चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर के रूप में उपयोग होता हैं।

मौलिक शिचमैन-होजेस मॉडल में, उपकरण स्थिरांक है, जो लंबे चैनलों वाले जनित्र की वास्तविकता को दर्शाता है।

आउटपुट प्रतिरोध

चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह मॉस्फेट आउटपुट प्रतिरोध, धारा दर्पण और प्रवर्धकों के परिपथ डिजाइन में महत्वपूर्ण पैरामीटर तय करता है।

इस प्रकार उपयोग किये गए शिचमैन-होजेस मॉडल में, आउटपुट प्रतिरोध इस प्रकार दिया गया है:

जहां = ड्रेन-टू-सोर्स वोल्टेज, = ड्रेन धारा और = चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन पैरामीटर को प्रदर्शित करता हैं। इस प्रकार चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन के बिना (λ = 0 के लिए), आउटपुट प्रतिरोध अनंत है। चैनल-लंबाई मॉडुलन पैरामीटर को सामान्यतः मॉस्फेट चैनल लंबाई L के व्युत्क्रमानुपाती के रूप में लिया जाता है, जैसा कि rO के लिए ऊपर अंतिम रूप में दिखाया गया है:[3]

,

जहां VE उचित पैरामीटर है, चूंकि यह बीजेटी के प्रारंभिक प्रभाव की अवधारणा के समान है। इसके आधार पर 65nm के लिए, मुख्य रूप से VE ≈ 4 V/माइक्रोन है।[3] इस प्रकार ईकेवी मॉडल में अधिक विस्तृत दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है।[4] चूंकि, आज तक λ के लिए उपयोग किया जाने वाला कोई सरल सूत्र rO की सटीक लंबाई या वोल्टेज निर्भरता प्रदान नहीं करता है, इस प्रकार आधुनिक उपकरणों के लिए, कंप्यूटर मॉडल के उपयोग को मजबूर करना, जैसा कि आगे संक्षेप में चर्चा की गई है।

एमओएसएफईटी आउटपुट प्रतिरोध पर चैनल-लंबाई मॉड्यूलेशन का प्रभाव उपकरण, विशेष रूप से इसकी चैनल लंबाई और लागू पूर्वाग्रह दोनों के साथ भिन्न होता है। इस प्रकार लंबे मॉस्फेट में आउटपुट प्रतिरोध को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक चैनल लंबाई मॉड्यूलेशन है जैसा कि अभी वर्णित है। छोटे मॉस्फेटs में अतिरिक्त कारक उत्पन्न होते हैं, जैसे: डीआईबीएल या ड्रेन-प्रेरित बैरियर लोअरिंग जो थ्रेशोल्ड वोल्टेज को कम करता है, इस प्रकार यह धारा को बढ़ाता है और आउटपुट रेजिस्टेंस को कम करता है, वेग संतृप्ति जो ड्रेन वोल्टेज के साथ चैनल धारा में वृद्धि को सीमित करता है, जिससे उत्पादन प्रतिरोध में वृद्धि और बैलिस्टिक परिवहन जो ड्रेन द्वारा धारा के संग्रह को संशोधित करता है, और डीआईबीएल को संशोधित करता है। इस प्रकार ड्रेन-प्रेरित बाधा को कम करना ताकि पिंच-ऑफ क्षेत्र में वाहक की आपूर्ति में वृद्धि हो सके, धारा में वृद्धि हो और आउटपुट प्रतिरोध कम हो जाता हैं, इस प्रकार पुनः सटीक परिणामों के लिए स्पाइस उपकरण मॉडल की आवश्यकता होती है।

संदर्भ और नोट्स

  1. ↑ "JFET इनपुट स्टेज सर्किट में विकृति". pmacura.cz. Archived from the original on 27 May 2021. Retrieved 2021-02-12.
  2. ↑ "NanoDotTek Report NDT14-08-2007, 12 August 2007" (PDF). NanoDotTek. Archived from the original (PDF) on 2012-06-17. Retrieved 23 March 2015.
  3. ↑ 3.0 3.1 W. M. C. Sansen (2006). Analog Design Essentials. Dordrecht: Springer. pp. §0124, p. 13. ISBN 0-387-25746-2. Archived from the original on 22 April 2009.
  4. ↑ Trond Ytterdal; Yuhua Cheng; Tor A. Fjeldly (2003). Device Modeling for Analog and RF CMOS Circuit Design. New York: Wiley. p. 212. ISBN 0-471-49869-6.

बाहरी संबंध

यह भी देखें


श्रेणी:इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन श्रेणी:मॉस्फेटs

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=चैनल_लम्बाई_मॉड्यूलेशन&oldid=208686’