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Université Hassiba Benbouali - Chlef
-
Faculté des Sciences et Sciences de
l'Ingénieur
Département d'Electronique
PROJET DE FIN D'ETUDES
En vue de l'obtention du
diplôme
D'Ingénieur d'Etat en Electronique
Option :
Instrumentation
Présenté par :
TOUAIT SAID
SLIMANI ABDOUN
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BIodifisation et simufation
Du bruit de fond dans Ce
transistor
BIOS et canal
long
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Soutenu le 30 Juin 2004
devant le jury composé de MM. :
Président : A. Aissaoui Maître
Assistant
Examinateur : S. Abadli Maître
Assistant
Examinateur : N. Brahmi Maître
Assistant
Encadreur : M. Bouremli Maître
Assistant
a Paramètre aléatoire
Cg ( nF) Capacité grille
Cox (F . cm-2)
Capacité d'oxyde par unité de surface
D (cm - 2.s-1)
Coefficient de diffusion
Espérance mathématique
Ec ( V . cm-1)
Champ critique lié à la vitesse thermique des porteursEC
( e V) Minimum de la bande de conduction
ED ( e V) Niveau des atomes
donneurs
Efm ( e V) Niveau de fermi dans un
métal
Efp ( e V) Niveau de fermi dans un
semi-conducteur «p»
Ei ( e V) Niveau de fermi
intrinsèque
En ( V)
Générateur de tension de bruit équivalent
d'entrée
Et ( e V) Niveau de fermi des
pièges
EV ( e V) Maximum de la bande de
valence
Ey ( V . cm-1)
Champ électrique transversal
F Facteur de bruit
fc ( hz) Fréquence de coin
G ( Ù-1 ) Conductance du
barreau semi-conducteur
Gn (cm - 3. s - 1 ) Taux de
génération d'électron
gd ( Ù-1 ) Conductance dynamique
gm (1 )
mA V Transconductance
. -g(ô) Densité de
probabilité
H ( x , t) Distribution de Langevin
h ( J.s) Constante de Planck
I ( mA) Courant moyenne
I( t) ( mA) Courant
instantané
ID ( mA) Courant de diffusion
Id ( mA) Courant drain
Idsat ( mA) Courant drain de saturation
Ig ( mA) Courant grille
In ( mA) Courant total
|
jn ( 2 )
A cm
. -
Jn ( A)
|
Densité de courant d'électrons
Générateur de courant de bruit équivalent en
entrée
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k ( 1 )
J K Constate de Boltzmann
. -
Leff (ìm) Longueur du canal
Lg (ìm) Longueur de la
grille
M Facteur de multiplication du a l'effet d'avalanche
m n ( kg) Masse de
l'électron
N ( - 3 )
cm Population total des électrons dans un barreau
semi-conducteur
N0 ( - 3 )
cm Densité de porteurs négatifs à
l'équilibre thermodynamique
|
Na ( - 3 )
cm
|
Densité d'atomes accepteurs
|
Nt0 ( - 3 )
cm Densité des piéges non occupé
|
N( x) ( -3 )
cm
|
Nombre d'électron par unité de volume
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n ( - 3 )
cm Densité de porteurs négatifs dans un
barreau semi-conducteur
|
ninv ( - 3 )
cm
Pne ( W)
|
Densité d'électron dans la couche d'inversion
Puissance du bruit à l'entrée
|
Pns ( W) Puissance du bruit à la
sortie
Pse ( W) Puissance du signal à
l'entrée
Pss ( W) Puissance du bruit à la
sortie
P0 ( - 3 )
cm Densité de porteurs positifs à
l'équilibre thermodynamique
P0 Densité uniforme
d'impulsion de Dirac
P(ö) Phénomène
aléatoire de probabilité
q ( C) Charge de l'électron
R (Ù) Résistance
RS (Ù) Résistance de
générateur
Rn (cm - 3. s-1)
Taux de recombinaison de trous
R n (cm - 3.s-1)
Flux d'électrons
rDS (Ù) Résistance
drain-source
SI ( f) ( hz)
Densité spectrale de courant
SId ( f) ( hz) Densité
spectrale de courant de drain
SIg ( f) ( hz)
Densité spectrale de courant de grille
Sth ( V hz) Densité spectrale de
tension
tox ( nm) Epaisseur d'oxyde isolant (
SiO2 )
ü ( V) Tension
Vb ( V) Tension de substrat
Vd ( V) Tension drain
Vg ( V) Tension grille
Vdb ( V) Tension drain-substrat
Vds ( V) Tension drain-source
Vdsat ( V) Tension drain de saturation
Vfb ( V) Tension de bande plate
Vs ( V) Tension source
Vsb ( V) Tension source-substrat
VT ( V) Tension de seuil
v ( m . s-1) Vitesse
électronique
W (ìm) Largeur du canal
Xj (ìm) Profondeur
des caisson drain et source
Z0 (ìm) Distance moyenne
entre les pièges
áH Paramètre de Hooge
áH ( 0) Paramètre de Hooge
à faibles champs
â Exposant du bruit en 1 / f
å . cm-1)
Permittivité diélectrique
ã ( cm-1 ) Paramètre
de tunnel
ìeff (cm 2 .
V- 1. s-1) Mobilité des
porteurs
ì i(cm 2 .
V- 1 . s-1) Mobilité
individuelle
ìn (cm 2 .
V- 1 . s-1) Mobilité des
électrons
ìp (cm 2 .
V- 1 . s-1) Mobilité des
trous
ì0 (cm 2 .
V- 1 . s-1) Mobilité à
faible champ
ÄN ( cm-3 ) Fluctuation du
nombre de porteurs
ÄN2
Variance des fluctuations
óinv ( Ù -1.
cm-1)
ôc (
s)
ôi( s)
ôr ( s)
ôs ( s)
Conductivité de la couche d'inversion
Durée de présence de l'électron dans la
bande de conduction Durée de vie individuelle
Temps de relaxation
Temps de séjours dans les piéges
ôt ( s) Temps de transit
ô1 ( s) La limite
inférieure des temps de relaxation des pièges
ô2 ( s) La limite
supérieure des temps de relaxation des pièges
è( V-1 ) Traduit la variation
de ìeff provoquée par l'existence d'un champ
électrique
ö ( s) Durée de
séjour aléatoire
öf ( V) Potentiel de fermi
Introduction générale
1
CHPITRE I: Aspects physiques du
bruit
I-1 Localisation des sources de bruit ..2
I-2 Les différentes sources de bruit 3
I-2-1 Bruit de grenaille ....3
I-2-2 Bruit thermique ...5
I-2-3 Bruit en1/f .8
I-2-3-1 Théorie de McWhorter .8
I-2-3-2 Théorie de Hooge 10
I-2-3-2-1 Equation de Hooge pour les résistances ...10
I-2-3-2-2 Equation de Hooge pour les composant non uniforme 12
I-23-2-3 Généralisation de l'équation de
Hooge 13
I-2-4 Bruit d'avalanche 14
I-2-5 Bruit de génération-recombinaison 14
CHAPITRE II: Structure et principe de fonctionnement du
transistor MOS
II-1 Le principe de fonctionnement du transistor MOS 18
II-2 Etude statique du MOSFET 21
II-2-1 Calcul de la caractéristique statique 21
II-2-2 Cas réel .23
II-3 Etude dynamique du MOSFET 24
II-3-1 Calcul de la conductance et de la transconductance .25
II-3-2 Calcul des capacités 26
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