Was ist ein schwacher Transistor?

Ein "schwacher" Transistor hat eine niedrigere Transkonduktanz, was durch etwas längeres, stromarmes oder ein Schwellenimplantat erreicht werden könnte.

Ich möchte Sie ermutigen, "schwache" Transistoren aus einigen Gründen zu vermeiden:

• Wir können sie aufgrund des Dopingabstands wirklich nicht für aggressive Prozesse verwenden
• Sie können nicht einfach "lange" Geräte herstellen, da dies den Schwellenwert in Richtung Masse verschiebt, und Sie benötigen einen vorgespannten FET oder Widerstand.
• Erhebliche Leistung, um den anderen FET zu übersteuern.

Sie haben dort Muller C-Elemente, und es gibt Möglichkeiten, statische Muller C-Elemente ohne schwache Transistoren herzustellen.

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Wie in den Kommentaren erwähnt, werden schwache Transistoren in der E/A verwendet, und ich habe mich auf den Datenpfad konzentriert, aber hier ist ein Gefühl dafür, wie man diese Geräte mit Widerständen in einem handelsüblichen CMOS-Prozess herstellt, über den ich sprechen darf. Da die Geräte kleiner geworden sind, stellen Sie fest, dass Sie mehr Platz zwischen den Implantaten haben, außerdem können Geräte nicht "länger" gemacht werden, ohne Standardgeräte in einer Kette zu kacheln, und dies macht Ihren Datenpfad durcheinander; E/A-Treiber sind jedoch immer die Ausnahme. Die E/A-Treiber sind riesig, daher verwenden Sie im Allgemeinen Widerstände, um Ihre schwachen Geräte herzustellen, wenn Sie Platz haben.

Im Bild oben gibt es ein gelbes Kästchen für die "digitale Mindestgröße", und die Größe für einen Treiber ist bei diesem Prozess doppelt so groß. Ich verwende die n+-Diffusionswiderstände für meinen FPGA-Reset-Pin, da ich ihn auch für eine Doppelbus-Fehlerbenachrichtigung verwende. Sie bringen den Pin zum Zurücksetzen auf Low, ODER ich kann Logik damit verbinden, um den Pin auf Low zu bringen, wenn ich ein nicht behebbares Timing-Problem habe.

Wenn Sie dies mit der Länge eines FET vergleichen möchten, spezifiziere ich meine E / A-Treiber für 20 mA, was sie bei einer Mindestlänge für E / A-FETs 4 Mikrometer breit macht, was mir 25 "Quadrate" äquivalenten Platzes gibt . Dies würde mir einen Widerstand von 8,7k geben, wenn ich parallel zu meinem Driver eine p+ Poly an der Seite nach oben laufen lassen würde.

Da ist die Ansicht aus großer Höhe, wo schwache Transistoren tatsächlich verwendet werden, und wir (na ja, ich jedenfalls) verwenden Widerstände, um sie herzustellen, anstatt mit Schwellenimplantaten oder Längen zu spielen.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass sie einen Transistor meinen, der so konstruiert ist, dass er einen absichtlich hohen Widerstand hat. Dadurch können andere Transistoren ihn überwältigen.

Ein schwacher Transistor ist einer, der einen niedrigeren Strom hat$I_{ds,sat}$relativ zu anderen in der Schaltung. Dies geschieht in erster Linie mit einem unteren$\frac{W}{L}$Obwohl Sie in den meisten digitalen Prozessen das L nicht so stark ändern, bedeutet dies, dass das W kleiner sein muss als diese anderen Transistoren.

In dieser Schaltung werden diese schwachen Transistoren als Bushalter verwendet und müssen am Eingang dieses letzten Inverters nicht so viele Konflikte verursachen.