Емкость затвора

В электронике емкость затвора — это емкость вывода затвора полевого транзистора (FET). Ее можно выразить как абсолютную емкость затвора транзистора, или как емкость на единицу площади технологии интегральных схем , или как емкость на единицу ширины транзисторов минимальной длины в технологии.

В поколениях (МОП-транзисторы) в масштабе примерно Деннарда полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник емкость на единицу площади увеличивалась обратно пропорционально размерам устройства. Поскольку площадь затвора уменьшилась пропорционально квадрату размеров устройства, емкость затвора транзистора уменьшилась прямо пропорционально размерам устройства. При масштабировании Деннарда емкость на единицу ширины затвора осталась примерно постоянной; это измерение может включать в себя емкости перекрытия затвор-исток и затвор-сток. Другие масштабы не являются редкостью; напряжения и толщина оксида затвора не всегда уменьшались так быстро, как размеры устройства, поэтому емкость затвора на единицу площади увеличивалась не так быстро, а емкость на ширину транзистора иногда уменьшалась с течением поколений.

Собственная емкость затвора (то есть без учета краевых полей и других деталей) для затвора с изоляцией из диоксида кремния можно рассчитать по емкости тонкого оксида на единицу площади как:

$C_{\mathrm {G} }=A_{\mathrm {G} }C_{\mathrm {ox} }$

где:

• A _G — площадь ворот
• $C_{\mathrm {ox} }={\frac {\varepsilon _{\mathrm {SiO_{2}} }\varepsilon _{0}}{t_{\mathrm {ox} }}}$ - емкость тонкого оксида на единицу площади, где
  • ε _{SiO 2} = 3,9 – относительная диэлектрическая проницаемость диоксида кремния.
  • ε ₀ = 8,854 × 10 ⁻¹² F /m - диэлектрическая проницаемость вакуума .
  • t _ox – толщина оксида.