Condução subliminar - Subthreshold conduction
Condução de sublimiar ou vazamento sublimiar ou corrente de dreno sublimiar é a corrente entre a fonte e dreno de um MOSFET quando o transistor está na região sub-limiar, ou fraco-inversão região, isto é, para porta-fonte de tensões abaixo da tensão de limiar . A terminologia para vários graus de inversão é descrita por Tsividis.
Em circuitos digitais, a condução subliminar é geralmente vista como um vazamento parasita em um estado que idealmente não teria corrente. Em circuitos analógicos de micropotência , por outro lado, a inversão fraca é uma região de operação eficiente e o subliminar é um modo de transistor útil em torno do qual as funções do circuito são projetadas.
No passado, a condução subliminar dos transistores costumava ser muito pequena no estado desligado , pois a tensão da porta poderia estar significativamente abaixo do limite; mas como as tensões foram reduzidas com o tamanho do transistor, a condução subliminar se tornou um fator maior. De fato, o vazamento de todas as fontes aumentou: para uma geração de tecnologia com tensão limite de 0,2 V, o vazamento pode exceder 50% do consumo total de energia.
A razão para uma importância crescente da condução subliminar é que a tensão de alimentação tem continuamente diminuído, tanto para reduzir o consumo de energia dinâmica dos circuitos integrados (a energia que é consumida quando o transistor está mudando de um estado ligado para um estado desligado , que depende do quadrado da tensão de alimentação) e para manter baixos os campos elétricos dentro de pequenos dispositivos, para manter a confiabilidade do dispositivo. A quantidade de condução subliminar é definida pela tensão limite , que fica entre o aterramento e a tensão de alimentação e, portanto, deve ser reduzida junto com a tensão de alimentação. Esse meio de redução de menos voltagem porta oscilante abaixo do limiar para ligar o dispositivo de fora , e como sub-limiar de condução varia exponencialmente com a tensão da porta (ver MOSFET: Modo de Cut-off ), torna-se cada vez mais significativo como MOSFETs encolhem em tamanho.
A condução sublimiar é apenas um componente do vazamento: outros componentes de vazamento que podem ser aproximadamente iguais em tamanho, dependendo do projeto do dispositivo, são o vazamento de óxido de porta e o vazamento de junção. Compreender as fontes de vazamento e as soluções para lidar com o impacto do vazamento será um requisito para a maioria dos projetistas de circuitos e sistemas.
Eletrônica abaixo do limiar
Alguns dispositivos exploram a condução abaixo do limite para processar dados sem ligar ou desligar totalmente. Mesmo em transistores padrão, uma pequena quantidade de corrente vaza mesmo quando eles estão tecnicamente desligados. Alguns dispositivos de sublimiar são capazes de operar com entre 1 e 0,1 por cento da potência dos chips padrão.
Essas operações de baixa energia permitem que alguns dispositivos funcionem com pequenas quantidades de energia que podem ser eliminadas sem uma fonte de alimentação conectada, como um monitor de EKG vestível que pode funcionar inteiramente com o calor do corpo.
Veja também
Referências
Leitura adicional
- Gaudet, Vincent C. (01-04-2014) [25/09/2013]. "Capítulo 4.1. Técnicas de projeto de baixo consumo de energia para tecnologias CMOS de última geração". Em Steinbach, Bernd (ed.). Progresso recente no domínio booleano (1 ed.). Newcastle upon Tyne, Reino Unido: Cambridge Scholars Publishing . pp. 187–212. ISBN 978-1-4438-5638-6 . Recuperado em 04/08/2019 . [1] (455 páginas)