Modelagem, simulacao e fabricacao de circuitos analogicos com transistores gc soi mosfet operando em temperaturas criogenicas.

• Processo: 05/00875-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2006
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2008
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
• Pesquisador responsável: Marcelo Antonio Pavanello
• Beneficiário: Michelly de Souza
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Circuitos analógicos Modelagem Técnicas de caracterização elétrica Semicondutores Baixa temperatura Tecnologia SOI
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baixas Temperaturas | Caracterizacao Eletrica | Circuitos Analogicos | Modelagem | Tecnologia Soi | Transistor Gc Soi | Dispositivos Semicondutores

Resumo

A tecnologia SOI vêm demonstrando excelente potencial para ser empregada em aplicações analógicas, tais como amplificadores operacionais, com desempenho superior a tecnologia MOS convencional, devido à redução das capacitâncias de junção e da maior transcondutância. As comparações até então disponíveis na literatura relatam a operação destes amplificadores operacionais desde a temperatura ambiente até altas temperaturas, com significativas melhorias no ganho e na frequência de transição unitária. O transistor SOI MOSFET com dopagem assimétrica na região de canal (GC SOI MOSFET) foi desenvolvido, com o intuito de elevar a tensão de ruptura de dreno dos transistores SOI totalmente depletados. Os resultados obtidos foram promissores, indicando uma significativa melhora na condutância de dreno, na tensão Early e na corrente de saturação, além de uma sensível redução da ocorrência de efeitos bipolares parasitários, com elevação na tensão de ruptura. Estas características são extremamente interessantes para transistores MOS utilizados, principalmente, em circuitos analógicos para aplicações com baixa tensão de alimentação e baixo consumo de potência (as chamadas aplicações “low-power low-voltage”).A operação de transistores MOS em baixas temperaturas tem se constituído em um dos grandes focos de estudo, devido à melhoria proporcionada em seu desempenho quando comparado à operação em temperatura ambiente, tais como redução na inclinação de sublimiar e aumento na mobilidade dos portadores, entre outros, sem a necessidade de escalamento das dimensões. Tradicionalmente, estas melhorias são exploradas com vistas a aplicações digitais e muito poucas literaturas relatam as potenciais melhoras obtidas em circuitos analógicos. Entretanto, circuitos analógicos com alto desempenho operando em ambientes criogênicos são de grande importância, por exemplo, para a eletrônica aeroespacial.Neste trabalho será realizado um estudo comparativo do desempenho de células analógicas, tais como amplificadores operacionais e espelhos de corrente, entre outras, feitos com transistores SOI convencionais e com GC SOI em função da temperatura, desde 80 K até 300 K, combinando as vantagens oriundas da redução da temperatura com as propiciadas pela estrutura GC SOI. A adequação de modelos analíticos para permitir o projeto destes circuitos em baixas temperaturas e sua incorporação em simuladores de circuitos, o projeto destas células por meio de simulações numéricas bidimensionais e os resultados experimentais das células fabricadas ao longo do projeto, serão utilizados para qualificar as vantagens e as desvantagens da utilização de transistores GC SOI para a obtenção de circuitos analógicos de alto desempenho operando em temperaturas criogênicas.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SOUZA, Michelly de. Modelagem, simulação e fabricação de circuitos analógicos com transistores SOI convencionais e de canal gradual operando em temperaturas criogênicas.. 2008. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.