توضیحات
آموزش ویدیویی پروژه مدلسازی و شبیه سازی ترانزیستور اثر میدان فلز-اکسید-نیمه هادی یا ماسفت(MOSFET) در نرم افزار کامسول(COMSOL) +فایل های پروژه
شرح پروژه:
در این محصول آموزشی، علاوه بر آموزش ویدیویی مدلسازی و شبیه سازی ترانزیستور اثر میدان فلز-اکسید-نیمه هادی یا ماسفت(MOSFET)، فایل های کامل پروژه(کامسول) و تصاویر مرحله به مرحله از اجرای پروژه را نیز دریافت خواهید کرد. این پروژه در نرم افزار کامسول نسخه COMSOL Multiphysics 6.0 انجام شده است.
مدت فیلم آموزشی 33 دقیقه
**توجه**
**تمامی فیلم های آموزشی با کیفیت بالا و بدون رکورد صدا توسط پژوهشگران مجموعه انسیس سی اف دی ضبط و تهیه شده اند**
امروزه با توجه به پیشرفت سریع فناوری در زمینه ادوات نیمه رسانا و ظهور ترانزیستورها در ابعاد نانو نیاز به تحلیل و مدل سازی این ادوات مشاهده می شود. با استفاده از مدل سازی تحلیلی به بررسی رفتار فیزیکی و عملکرد الکترونیکی این ادوات پرداخته می شود. افزاره های میکروالکترونیک با سرعت زیادی در حال کوچک شدن و افزایش کارایی می باشند و از طرفی امکان ساخت مدارهای مجتمع را فراهم کرده است. این امر آینده – ای روشن برای افزاره هایی با ابعاد نانومتر ایجاد می کند. ترانزیستورهای ماسفت گروه بسیار مهمی از ترانزیستورهای اثر میدانی هستند که در عرصه کوچک سازی صنعت نیمه هادی پیشرو بوده اند. ترانزیستور ماسفت به لحاظ مصرف توان کمترو چگالی بیشتر قطعه ها در مدارات مجتمع، کاربردهای زیادی پیدا کرده است. علاوه براین امروزه با پیشرفت فن آوری هر روزه ماسفت های با سرعت بیشتر به بازار عرضه می شوند. مهم ترین کاربرد ماسفت در مدارهای دیجیتال است. در الکترونیک آنالوگ بعضی ویژگی های ماسفت از جمله مقاومت ورودی زیاد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همچنین یکی از قابلیت های ماسفت ها امکان قرار دادن توام مدار های آنالوگ و دیجیتال روییک تراشه و نیز بهبود عملکرد کلی و یا کاهش هزینه بسته بندی است. از طرفی افزاره های مکمل (CMOS) که با به کار گیری ترانزیستور ماسفت نوع n و نوع p ایجاد شده اند توان مصرفی پایینی داشته و تعداد افزارهای مورد نیاز را به شدت کاهش داده و بازار دیجیتال را تصرف کرده اند. با این وجود جریان ترانزیستور ماسفت نسبت به ترانزیستورهای دوقطبی کمتر است و در مواردیکه نیاز به جریان بار بزرگ در مدارات وجود دارد معمولاً در طبقه های خروجی مدارات در صورت امکان از ترانزیستور دو قطبی استفاده میشود.
از مهمترین دلایل اهمیت کوچک سازی ترانزیستورها میتوان به کاهش هزینه ها، کاهش توان مصرفی، افزایش سرعت و کم حجم و سبک شدن قطعه های الکترونیکی اشاره کرد. با وجود این مزایا، در کوچک سازی تدریجی ترانزیستور، محدودیت های فیزیکی و اثرات ناخواسته ای از جمله تغییر ولتاژ آستانه، کاهش سد پتانسیل با القای درین، کاهش شیب زیر آستانه و محدودیت رانش الكترون در رفتار ترانزیستورها مشاهده میشود که بعضی از این آثار تحت عنوان اثرات کانال کوتاه نامیده میشوند. ماسفتهای با گیت احاطه شده در ابعاد نانومتری یک از ساختارهای مناسبی هستند که در سال های اخیر برای کنترل اثرات کانال کوتاه معرفی شده اند. در ساختار این نوع ماسفت به دلیل پوشش دور تا دور بدنه توسط گیت و استفاده از بدنه بسیار نازک که معمولا بدون ناخالصی یا با ناخالصی کم در نظر گرفته میشود، کنترل قدرتمندی بر الکترواستاتیک کانال و درنتیجه اثرات کانال کوتاه به وجود می آورد.
از این رو به عنوان گزینة جدی برای ادامه روند کوچک سازی ترانزیستورها مورد توجه قرار گرفته اند. از جمله مزایای این ساختار می توان به کاهش جریان نشتی در حالت خاموش نسبت به ماسفتهای مرسوم و درنتیجه افزایش نسبت جریان در حالت روشن به جریان در حالت خاموش، کم شدن اثر پراکندگی ناخالصی ها در کاهش موبیلیته و حذف نوسانات آنها به دلیل ناخالصی کم کانال و کنترل کاهش سد پتانسیل با القای درین اشاره کرد.
ترانزیستور در مدارات زیادی از جمله تقویت کننده ها، مدارات دیجیتال و حافظه ها کاربرد دارد. اصول کلی کارکرد ترانزیستور بر این پایه است که با اعمال ولتاژ به دو ترمینال جریان ترمینال سوم را کنترل میکند. دو نوع ترانزیستور مهم وجود دارد: ترانزیستورهای پیوندی دوقطبی و ترانزیستورهای اثر میدان فلز-اکسید-نیمه هادی.
ترانزیستورهای اثر میدان فلز-اکسید-نیمه هادی(MOSFET) از ترانزیستورهای پیوندی دوقطبی کوچکتر و ساخت آن ساده تر بوده و توان کمتری مصرف می کند و در ساخت بسیاری از مدارات مجتمع کاربرد دارد. ماسفت یا ترانزیستور اثر میدان فلز-اکسید-نیمه هادی، معروفترین ترانزیستور اثر میدان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال است. ماسفت ها در نواحی مختلف کاری ویژگی های منحصر به فردی داشته و برای کاربردهای گوناگون در مدارهای مختلف بکار برده می شوند.
نمونه نتایج شبیه سازی:
