¿Por qué el valor de oscilación del subumbral debería ser pequeño?

Desea una oscilación S subumbral muy pequeña, es decir, desea que para una variación de una década en la corriente de drenaje se requiera una variación muy pequeña de Vgs.

En los FET convencionales (es decir, no basados ​​en túneles), S tiene el límite inferior establecido en 60 mV/dec (a temperatura ambiente, 300 K), porque es un proceso de difusión limitada. Esto se logra con una capacitancia Cox (óxido de puerta) infinita (es decir, nunca), o con un MOSFET de puerta doble.

Esto dará como resultado una gran relación Ion/Ioff.

Desea un Ion/Ioff infinito (es decir, lo más grande posible), porque:

• Los requisitos de velocidad (en lógica) o la capacidad de transporte de corriente (en MOSFET de potencia) determinan el Ion mínimo. Cuanto mayor sea Ion/Ioff, menor será la disipación de energía estática debido a la fuga fuera de estado.

• Requisitos de nivel de CC. Considere un inversor: puede aproximarlo como una serie de dos resistencias. Una resistencia tendrá un valor alto (porque su MOSFET está apagado), la otra tendrá un valor más bajo (porque su MOSFET está encendido). Cuanto mayor sea Ion/Ioff, mayor será la relación entre estas dos resistencias equivalentes, mejor será el nivel de salida.

Según el enlace a continuación, se me da a entender que un valor pequeño de oscilación por debajo del umbral en los MOSFET implica que hay una mejor relación de corriente de encendido y apagado.

Si una oscilación del subumbral mejor (más pequeña) implica o no una relación de corriente de encendido-apagado mejor (más alta) dependerá de su definición de corriente de estado apagado. Las personas que publican artículos, que intentan alardear de su increíble relación de corriente de encendido y apagado, tomarán la corriente de estado apagado como la corriente más pequeña que puedan medir desde su dispositivo. En este caso, la oscilación del subumbral no afecta la relación de corriente de encendido y apagado.

Quizás una corriente fuera de estado más útil sería en algún valor de$V_g$donde operará el dispositivo. En este caso, una oscilación del subumbral mejorada reducirá la corriente, suponiendo que todos los demás parámetros permanezcan constantes.

Sin embargo, una pequeña oscilación del subumbral implicaría una gran pendiente del subumbral.

Correcto.

y, por lo tanto, en los valores inferiores al umbral de Vgs, habrá un valor de corriente mayor que en otro caso.

Incorrecto. Una pendiente subumbral más alta significa que habrá un valor más pequeño de corriente, para todos$V_g<V_T$(hasta llegar al piso de fuga) que de otra manera, si todos los demás parámetros son constantes.

Además, ¿por qué es deseable una mejor relación de corriente de encendido y apagado?

Es deseable una mejor relación de corriente de encendido/apagado ya que, para una corriente de estado encendido requerida dada, se reducirá la corriente de fuga de estado apagado. En un IC con millones de transistores, cada pequeña corriente de fuga se suma y puede volverse significativa. Este es uno de los principales factores limitantes en los requisitos de fuente de alimentación del procesador moderno.

y ¿cómo se justifica que un valor de oscilación subumbral más alto conduce a una relación de corriente de encendido y apagado mejorada?

Esto nuevamente depende de su definición de corriente fuera del estado como se describe anteriormente. Esto solo es cierto si define la corriente fuera de estado para que esté en un valor particular de$V_g$.