Ngành công nghiệp bán dẫn với vị trí chủ chốt trong sản xuất linh kiện, thiết bị điện tử và đây không phải là một ngành mới lạ đối với nền công nghiệp của Việt Nam. Trong bối cảnh nhu cầu về thiết bị bán dẫn tăng mạnh trong những năm trở lại đây, Việt Nam đang có nhiều cơ hội khai thác, làm chủ công nghệ và thương mại hóa nguồn lợi từ ngành công nghiệp này. Ngày nay, sự thành công của ngành công nghiệp bán dẫn đã trở thành động lực chính của công nghiệp điện tử và chất bán dẫn là nguyên liệu không thể thiếu cho nhiều thiết bị điện tử; những tiến bộ của công nghệ bán dẫn đã giúp tối ưu hóa hệ thống ngày càng thu nhỏ kích thước thiết bị, tiết kiệm năng lượng, góp phần bảo vệ môi trường, đem lại cuộc sống an toàn và chất lượng cũng như hạ tầng xã hội và hỗ trợ tích cực cho cuộc sống hàng ngày
PHẠM LÂM THÀNH DẠT TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ * KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐẶC TÍNH CỦA LINH KIỆN MOSFET ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐẶC TÍNH CỦA LINH KIỆN MOSFET PHẠM LÂM THÀNH ĐẠT * Đà Nẵng,2022 Page NĂM 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐẶC TÍNH CỦA LINH KIỆN MOSFET GVHD:Ts.Thân Hồng Phúc SVTH:Phạm Lâm Thành Đạt Lớp:K24EHN MSSV:24211815620 Chuyên ngành:Hệ thống nhúng Đà Nẵng, 2022 NHẬN XÉT (Nhận xét giảng viên hướng dẫn) Sinh viên Phạm Lâm Thành Đạt hoàn thành tốt Đề tài tốt nghiệp với Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến đặc tính linh kiện MOSFET” Em ln có tinh thần trách nhiệm cao công việc, lực chun mơn tốt thái độ tích cực chủ động công tác Cơ sở lý thuyết, cấu tạo nguyên lý hoạt động MOSFET, ảnh hưởng nhiệt độ đến đặc tính MOSFET tương đối khó, em tự tìm hiểu tài liệu, báo liên quan để đọc khảo sát cho đề tài Đây điểm đáng khích lệ tuyên dương tinh thần tự học hỏi tự chủ cơng việc em Ngồi ra, em ln có ý thức hồn thành cơng việc giao thời hạn có tinh thần học hỏi từ người xung quanh để hoàn thiện Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2022 Giảng viên hướng dẫn TS Thân Hồng Phúc LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em khơng biết nói ngồi bày tỏ biết ơn sâu sắc đến thầy cô Trong suốt chặng đường học tập làm đồ án tốt nghiệp em nhận hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy Đặc biệt, em xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn Thân Hồng Phúc, cô người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ cho em để em hồn thành đồ án, nhờ bảo hướng dẫn tận tình cung cấp cho nhóm em thêm kiến thức, kỹ cần thiết, hướng dẫn cho chúng em hoàn thành tốt đồ án chuyên ngành Em xin cam đoan ý tưởng nội dung báo cáo tự nghiên cứu, tìm hiểu ghi chép lại hiểu biết em hỗ trợ từ cô Những nguồn nghiên cứu hay trích dẫn tài liệu em thích lại cuối tài liệu Do thời gian thực kiến thức cịn hạn chế cịn nhiều thiếu sót q trình thực đề tài, mong nhận bổ sung đóng góp thầy Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2022 MỤC LỤC NHẬN XÉT LỜI CẢM ƠN .2 MỤC LỤC .3 DANH MỤC HÌNH ẢNH .6 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU .9 Chương GIỚI THIỆU .10 1.1 Tổng quan đề tài 10 1.1.1 Mục tiêu đề tài 10 1.1.2 Nội dung đề tài 10 1.1.3 Phương pháp nghiên cứu 11 1.2 Cấu trúc đồ án 11 Chương 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 Tổng quan ngành công nghiệp bán dẫn 12 2.1.1 Ngành công nghiệp bán dẫn 12 2.1.2 Ngành công nghiệp bán dẫn Việt Nam 12 2.2 Tổng quan vật liệu bán dẫn .14 2.2.1 Khái niệm chất bán dẫn 14 2.2.2 Phân loại chất bán dẫn 14 2.2.3 Chất bán dẫn tinh khiết 17 2.2.4 Vật liệu bán dẫn Silic 17 2.2.5 Chất bán dẫn tạp 18 2.2.6 Đặc tính dẫn điện 19 2.2.7 Tính chất chất bán dẫn 20 2.2.8 Một số ứng dụng chất bán dẫn 21 2.3 Tổng quan linh kiện MOSFET 22 2.3.1 MOSFET gì? .22 2.3.2 Ứng dụng MOSFET 22 2.3.3 Cấu trúc MOSFET 23 2.3.4 Phân loại ký hiệu MOSFET 24 2.3.5 Hoạt động MOSFET 26 2.3.6 Đặc tính I-V 28 2.3.7 Dòng xả MOSFET (Ids) 29 2.3.8 Điện áp ngưỡng MOSFET (Threshold voltage) 30 2.3.9 Dòng rò ngưỡng MOSFET 31 2.3.10 Độ linh động sóng mang 31 2.3.11 Ưu điểm nhược điểm MOSFET 32 2.3.12 Hạn chế việc mở rộng quy mô MOSFET 32 Chương CÔNG CỤ MÔ PHỎNG NANOHUB 35 3.1 Giới thiệu công cụ mô Nanohub 35 3.2 Hướng dẫn sử dụng công cụ Nano-cmos Nanohub 36 Chương MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .39 4.1 Lựa chọn thông số 39 4.2 Khảo sát ảnh hưởng tăng nhiệt độ công nghệ 130nm 40 4.2.1 Công nghệ NMOS 40 4.2.2 Công nghệ PMOS 45 4.2.3 Nhận xét 50 4.3 Khảo sát ảnh hưởng giảm nhiệt độ công nghệ 130nm 52 4.3.1 Công nghệ NMOS 52 4.3.2 Công nghệ PMOS 57 4.3.3 Nhận xét 62 KẾT LUẬN 64 Kết đạt .64 Hướng phát triển .64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Vật liệu bán dẫn Hình 2.2: Chất bán dẫn tinh khiết Hình 2.3: Chất bán dẫn tinh khiết Hình 2.4: Bán dẫn loại P Hình 2.5: Bán dẫn loại N Hình 2.6: Ứng dụng chất bán dẫn Hình 2.7: MOSFET Hình 2.8: Phân loại ký hiệu MOSFET Hình 2.9: MOSFET loại N Hình 2.10: MOSFET loại P Hình 2.11: Cấu trúc MOSFET Hình 2.12: Hoạt động MOSFET (1) Hình 2.13: Hoạt động MOSFET (2) Hình 2.14: Hoạt động MOSFET (3) Hình 2.15: Đặc tính đầu MOSFET Hình 3.1: Công cụ mô NanoHub Hình 3.2: Hướng dẫn sử dụng nano-cmos (1) Hình 3.3: Hướng dẫn sử dụng nano-cmos (2) Hình 3.4: Hướng dẫn sử dụng nano-cmos (3) Hình 3.5: Hướng dẫn sử dụng nano-cmos (4) Hình 3.6: Hướng dẫn sử dụng nano-cmos (5) Hình 3.7: Hướng dẫn sử dụng nano-cmos (6) Hình 4.1: Khảo sát NMOS nhiệt độ 300K Hình 4.2: Khảo sát NMOS nhiệt độ 320K Hình 4.3: Khảo sát NMOS nhiệt độ 340K Hình 4.4: Khảo sát NMOS nhiệt độ 360K Hình 4.5: Khảo sát NMOS nhiệt độ 380K Hình 4.6: Khảo sát NMOS nhiệt độ 400K Hình 4.7: Khảo sát NMOS nhiệt độ 420K Hình 4.8: Khảo sát NMOS nhiệt độ 450K Hình 4.9: Biểu đồ Vth NMOS tăng nhiệt độ Hình 4.10: Khảo sát PMOS nhiệt độ 300K Hình 4.11: Khảo sát PMOS nhiệt độ 320K Hình 4.12: Khảo sát PMOS nhiệt độ 340K Hình 4.13: Khảo sát PMOS nhiệt độ 360K Hình 4.14: Khảo sát PMOS nhiệt độ 380K Hình 4.15: Khảo sát PMOS nhiệt độ 400K Hình 4.16: Khảo sát PMOS nhiệt độ 420K Hình 4.17: Khảo sát PMOS nhiệt độ 450K Hình 4.18: Biểu đồ Vth PMOS tăng nhiệt độ Hình 4.19: Khảo sát tăng nhiệt độ công nghệ 130nm Hình 4.20:Biểu đồ khảo sát Vth tăng nhiệt độ công nghệ 130nm Hình 4.21: Khảo sát NMOS nhiệt độ 300K Hình 4.22: Khảo sát NMOS nhiệt độ 280K Hình 4.23: Khảo sát NMOS nhiệt độ 260K Hình 4.24: Khảo sát NMOS nhiệt độ 240K Hình 4.25: Khảo sát NMOS nhiệt độ 220K Hình 4.26: Khảo sát NMOS nhiệt độ 200K Hình 4.27: Khảo sát NMOS nhiệt độ 180K Hình 4.28: Khảo sát NMOS nhiệt độ 150K Hình 4.29:Biểu đồ Vth NMOS giảm nhiệt độ Hình 4.30: Khảo sát PMOS nhiệt độ 300K Hình 4.31: Khảo sát PMOS nhiệt độ 280K Hình 4.32: Khảo sát PMOS nhiệt độ 260K Hình 4.33: Khảo sát PMOS nhiệt độ 240K Hình 4.34: Khảo sát PMOS nhiệt độ 220K Hình 4.35: Khảo sát PMOS nhiệt độ 200K Hình 4.36: Khảo sát PMOS nhiệt độ 180K Hình 4.37: Khảo sát PMOS nhiệt độ 150K Hình 4.38: Biểu đồ Vth PMOS giảm nhiệt độ Hình 4.39: Khảo sát giảm nhiệt độ công nghệ 130nm Hình 4.40:Biểu đồ khảo sát Vth giảm nhiệt độ công nghệ 130nm