Alpha-Power-Gesetz MOSFET-Modell und seine Anwendungen auf die CMOS-Inverterverzögerung und andere Formeln

Ein Alpha-Power-Law MOS-Modell, das den Effekt der Trägersättigungsgeschwindigkeit beinhaltet, der in Kurz-Kanal MOSFETs ausgeprägt wird, wird vorgestellt. Das Modell ist eine Erweiterung von Shockleys Quadratgesetz-MOS-Modell im Sättigungsbereich. Da das Modell einfach ist, kann es zur analytischen Bearbeitung von MOSFET-Schaltungen verwendet werden und kann das Schaltungsverhalten im Submikrometerbereich vorhersagen. Mit dem Modell werden geschlossene Ausdrucke für die Verzögerung, Kurzschlussleistung und Übergangsspannung von CMOS-Invertern abgeleitet. Der Verzögerungsausdruck berücksichtigt die Effekte der Eingangswellenformneigung und die parasitären Widerstandseffekte von Drain/Source und kann in Simulations- und/oder Optimierungs-CAD-Werkzeugen verwendet werden. Es wurde festgestellt, dass die CMOS-Inverterverzögerung weniger empfindlich auf die Neigung der Eingangswellenform reagiert und dass die Kurzschlussverluste zunehmen, wenn der Effekt der Trägersättigungsgeschwindigkeit in Kurz-Kanal MOSFETs schwerwiegender wird.