Dies ist das erste Modul, in dem wir uns mit dem kompletten Transistor befassen. Vieles von diesem Material sowie das Material des nächsten Moduls wird den Kern dessen bilden, was wir im weiteren Verlauf des Kurses behandeln werden. Wir hoffen, dass Sie etwas mehr Zeit zum Lernen aufwenden werden, um sicherzustellen, dass Sie dieses Material in der Tiefe verstehen. Die Gesamtzeit für diese beiden Module ist kürzer, was Ihnen helfen sollte.

Dieses Material bildet den Abschluss der Vorlesungen über den Langkanal-Transistor im Gleichstrombetrieb. Wie bereits erwähnt, bilden diese Vorlesungen den Kern, auf dem viele unserer nachfolgenden Diskussionen basieren werden.

In diesem Modul befassen wir uns mit Phänomenen, die auftreten, wenn die Transistordimensionen verkleinert werden; dies ist ein wichtiges Wissen, wenn man mit modernen Geräten zu tun hat.

In diesem Modul schließen wir mit kleinen Dimensionseffekten ab und sprechen dann über Modelle für die Schaltungssimulation (die Schaltungsdesigner unter Ihnen verwenden wahrscheinlich bereits solche Modelle). Wir besprechen, was es braucht, um ein gutes Modell für die Schaltungssimulation zu erstellen (unter anderem: viel Vorsicht und Sorgfalt und etwa 20.000 Zeilen Code!), und wie Sie mögliche Probleme mit solchen Modellen erkennen können. Obwohl Modelle für die Schaltungssimulation auch Funktionen umfassen, die wir noch nicht besprochen haben, wie z.B. die Modellierung von Ladungen, gehen wir davon aus, dass Sie zu diesem Zeitpunkt genug über Modelle wissen, um dieser allgemeinen Diskussion folgen zu können (die nicht der Reihe nach erfolgt - sie stammt aus Kap. 10 des Buches, wo Sie noch viel mehr zu diesem Thema finden).

In diesem Modul gibt es eine wesentliche Abweichung von dem, was wir bisher gemacht haben: Wir werden zulassen, dass die Klemmenspannungen des Transistors mit der Zeit variieren. Wir werden die daraus resultierenden Klemmenströme bestimmen, die nun eine "Ladekomponente" enthalten werden. Wir werden dies sowohl für moderate als auch für sehr hohe "Geschwindigkeiten" tun. Das Einschwingverhalten von Schaltkreisen erfordert ähnliche Berechnungen, nur dass diese für ein Ensemble von Transistoren und anderen Bauteilen am Computer durchgeführt werden.

Das Material für dieses Modul befasst sich mit der Modellierung von Kleinsignalen und ist ein wichtiger Teil der Beschreibung des Verhaltens von MOS-Transistoren. Dabei werden kleine Änderungen der Klemmenspannungen mit den daraus resultierenden kleinen Änderungen der Ströme in Beziehung gesetzt. Die Kleinsignalmodellierung ist der Schlüssel zum Entwurf analoger Schaltungen, aber nicht nur. Sie wird auch beim Entwurf digitaler Hochleistungsschaltungen (z.B. beim Entwurf von Memory-Sense-Verstärkern) verwendet.

Dieses Material schließt unsere Diskussion über die Modellierung von Kleinsignalen ab. Es zeigt, wie wir den Transistor bei Frequenzen modellieren können, bei denen das einfache Modell, das wir letzte Woche abgeleitet haben, nicht gültig ist. Eine solche Modellierung ist bei Hochfrequenzanwendungen wichtig, z.B. bei der Entwicklung von Transceivern.

Die Prüfung ist ein offenes Buch, offene Notizen, offene Videos. Sie deckt den Stoff der ersten neun Wochen der Videos des Kurses ab. Es ist Ihnen NICHT gestattet, die Prüfung direkt oder indirekt mit anderen zu besprechen. Jeder, der gegen diese Regel verstößt, wird aus dem Kurs ausgeschlossen. Selbstverständlich können Sie technische Probleme mit der Prüfung und ihrer Abgabe melden.

Obwohl Ihr Wissen über dieses Material in der Abschlussprüfung nicht geprüft wird, empfehlen wir Ihnen, es durchzuarbeiten, da es wichtige Themen behandelt, nämlich Rauschen, Ionenimplantation und Substratungleichförmigkeit sowie statistische Variabilität; diese Themen werden Ihr Verständnis von MOS-Transistoren vervollständigen.