Modelagem, Simulação e Fabricação de Circuitos Analógicos com Associação Série Assimétrica de Transistores SOI

Resumo

A tecnologia Silício Sobre Isolante (SOI) se tornou uma real alternativa para a tecnologia Metal-Óxido-Semicondutor Complementar (CMOS) convencional para a implementação de circuitos integrados em altíssima escala de integração, tanto em aplicações analógicas quanto digitais. Os transistores SOI possuem uma série de vantagens sobre a tecnologia MOS convencional. No entanto, estes dispositivos apresentam reduzida tensão de ruptura de dreno, devido ao efeito de corpo flutuante que provoca a ativação do transistor bipolar parasitário associado ao transistor MOS. De maneira a minimizar a ocorrência dos efeitos bipolares parasitários e melhorar as características analógicas dos transistores SOI, foi projetada uma estrutura denominada associação série assimétrica de transistores SOI. Diversos resultados demonstram o excelente potencial desta estrutura em nível de dispositivo e em aplicações analógicas.Neste trabalho de doutorado serão primeiramente estudadas as características analógicas da associação série assimétrica de transistores SOI MOSFET com diversas dimensões, implementada com transistores provenientes de diferentes tecnologias, tais como planares e sem junção. Serão também realizadas medidas experimentais do ruído de baixa frequência da associação série assimétrica, bem como a modelagem da corrente de dreno, com intuito de permitir sua utilização em um simulador de circuitos, tal como Eldo. Além disso, será estudado o impacto da associação série assimétrica de transistores SOI em blocos analógicos, através de simulações numéricas bidimensionais e tridimensionais e de circuitos. Por fim, será projetado, fabricado e caracterizado um amplificador operacional implementado com a associação série assimétrica de transistores SOI.