다중 핑거 대 단일 핑거 레이아웃 (MOSFET 트랜지스터)

MF ( Multiple Fingers) 대 단일 핑거 가있는 트랜지스터 레이아웃의 장단점 을 요약 해주십시오 .

EDA 툴에서 특정 폭과 길이의 MOSFET을 배치 할 때 게이트 모양 과 관련하여 두 가지 옵션이 있습니다 .

1) 단일 스트라이프 (클래식 케이스) (한 손가락);
2) 여러 개의 줄무늬 (여러 손가락).

가설 (다양한 인터넷 포럼을 기반으로 함) :

1) MF는 W / L 또는 L / W가 높은 트랜지스터의 레이아웃 계획에서 더 많은 유연성 을 제공합니다 . 즉, 레이아웃을보다 정사각형으로 만들 수 있습니다.

2) MF는 필요할 때 트랜지스터의 더 나은 정합 을 허용 합니다. 예를 들어 공통 중심 기법을 사용하는 경우입니다.

3) MF 레이아웃 은 게이트 저항을 줄입니다 (AC의 경우). 그렇다면 그 이유를 설명해 주시겠습니까?

4) MF 는 이에 대한 기술 제한이있는 경우 게이트의 전류 밀도 를 줄 입니다.

지식이있는 사람이 두 가지 접근 방식을 비교할 수 있습니까?

그림 1 : 한 손가락.

그림 2 : 두 손가락. 병렬로 두 개의 트랜지스터 (폭이 합산 됨).

그림 3 : 두 손가락. 직렬로 연결된 두 개의 트랜지스터 (길이가 합산 됨).

긴 트랜지스터는 여러 가지 이유로 작은 트랜지스터로 나뉩니다. 한 가지 이유는 블록의 전체 레이아웃에 더 잘 맞추거나 단순히 더 좋은 종횡비를 갖기위한 것일 수 있습니다. 또 다른 이유는 장치의 게이트 저항을 낮추는 것입니다. 문제는 게이트 채널 커패시턴스가 게이트 저항으로 저역 통과를 형성하고 스위칭 속도가 감소한다는 점이다. 또한 두 손가락이 공통 드레인을 공유하므로 기생 면적도 줄어들 기 때문에 드레인 면적이 줄어 듭니다.

업데이트 : 일부 W / L이있는 트랜지스터를 여러 손가락이있는 트랜지스터로 분할하면 너비 (W)가 동일하게 유지되고 손가락 길이가 L / k입니다. 여기서 k는 총 손가락 수입니다. 유효 길이와 너비는 동일하게 유지되지만 게이트는 평행이되어 저항이 줄어 듭니다. 또한 게이트는 종종 효과적인 저항을 줄이기 위해 양쪽 끝에 접촉합니다.

분할 트랜지스터는 단일 게이트에 여러 트랜지스터를 사용하거나 여러 게이트 핑거가있는 트랜지스터를 사용하여 수행 할 수 있습니다.

손가락이 여러 개인 트랜지스터는 인접한 두 손가락의 전류 방향이 다르다는 단점이 있습니다. 예를 들어 첫 번째 손가락의 소스가 왼쪽이면 다음 손가락의 소스가 오른쪽에 있습니다. 트랜지스터의 특성은 전류 방향에 따라 변경 될 수 있습니다. 따라서 올바른 일치를 얻으려면 특별한주의가 필요합니다.

예를 들어 전류 미러에서 스케일링 된 전류원을 얻기 위해 다수의 핑거를 사용하는 것은 또한 약간 다른 특성으로 인해 다수의 단일 게이트 트랜지스터를 갖는 것보다 열등한 것으로 간주된다.

따라서 아날로그 설계자는 주어진 문제에 가장 적합한 옵션을 결정해야합니다.