Układ wielu palców a układ pojedynczego palca (tranzystor MOSFET)

Proszę przedstawić podsumowanie zalet i wad układu tranzystorów z wieloma palcami (MF) a pojedynczym palcem ?

Podczas układania MOSFET o określonej szerokości i długości w narzędziu EDA, istnieją dwie opcje w odniesieniu do kształtu bramy :

1) Pojedynczy pasek (obudowa klasyczna) (jeden palec);
2) Kilka pasków (kilka palców).

Hipotezy (oparte na różnych forach internetowych):

1) MF zapewnia większą elastyczność w planowaniu układu tranzystora o wysokiej W / L lub L / W. Innymi słowy, pozwala uczynić układ bardziej kwadratowym.

2) MF umożliwia lepsze dopasowanie tranzystorów, gdy jest to potrzebne. Na przykład, jeśli używasz technik typowego centroidu.

3) Układ MF zmniejsza rezystancję bramy (dla AC). Jeśli tak, czy możesz wyjaśnić, dlaczego?

4) MF zmniejsza gęstość prądu w bramce, jeśli istnieją ograniczenia technologiczne.

Czy ktoś z wiedzą może dokonać porównania tych dwóch podejść?

Ryc. 1: Jeden palec.

Ryc. 2: Dwa palce. Dwa tranzystory równolegle (sumowane szerokości).

Rycina 3: Dwa palce. Dwa tranzystory szeregowo (długości są sumowane).

Długie tranzystory są podzielone na mniejsze z różnych powodów. Jednym z powodów może być lepsze dopasowanie ich do ogólnego układu bloku lub po prostu lepsze proporcje. Innym powodem jest zmniejszenie rezystancji bramki urządzenia. Problem polega na tym, że pojemność kanału bramkowego tworzy dolnoprzepustowy z opornością bramki i prędkość przełączania jest zmniejszona. Ponadto obszar drenażu jest zmniejszony, ponieważ dwa palce mają wspólny drenaż, a zatem pasożyty są również zmniejszone.

Aktualizacja: Podział tranzystora z pewną ilością W / L na tranzystor z wieloma palcami odbywa się w taki sposób, że szerokość (W) pozostaje taka sama, a długość palca wynosi L / k, gdzie k jest całkowitą liczbą palców. Efektywna długość i szerokość pozostają takie same, ale bramki są teraz równoległe i dlatego opór jest zmniejszony. Ponadto bramki często stykają się na obu końcach w celu zmniejszenia skutecznego oporu.

Rozdzielanie tranzystorów można wykonać przy użyciu wielu tranzystorów z jedną bramką lub tranzystorów, które mają wiele palców bramki.

Tranzystory z wieloma palcami mają tę wadę, że obecny kierunek jest inny dla dwóch sąsiednich palców. Np. Jeśli dla pierwszego palca źródło znajduje się po lewej stronie, źródło następnego palca będzie po prawej stronie. Właściwości tranzystora mogą się zmieniać w zależności od bieżącego kierunku. Dlatego należy zachować szczególną ostrożność, starając się osiągnąć dobre dopasowanie.

Używanie wielu palców w celu uzyskania skalowanych źródeł prądu, na przykład w lustrze prądu, jest również uważane za gorsze niż posiadanie wielu tranzystorów z pojedynczą bramką ze względu na nieco inne właściwości.

Projektant analogowy musi zatem zdecydować, która opcja jest najlepsza dla danego problemu.