¿Por qué los MOSFET de canal N son mejores que los MOSFET de canal P?

Como no ha especificado, elegiré mi dominio de respuesta: diseño de chips.

La respuesta realmente depende... NMOS no siempre es mejor que PMOS en todas las áreas.

Movilidad de los transportistas:

• la mayoría de los procesos CMOS modernos están en <100> obleas de orientación de cristal. En este sistema, dado que los transistores están en un sustrato común, habrá un factor de ~ 2.2X en la movilidad entre electrones y huecos.

  - however, when they are separate devices like discretes, a different crystal orientation could possibly be used so the mobility argument will be weakened (but electrons will always have better mobility than holes in silicon).
  

• Los procesos alrededor del nodo de 65nm comenzaron a usar estrés/deformación para igualar más la movilidad entre los dos tipos de transistores, principalmente para ahorrar tamaño. Intel es un excelente ejemplo de este enfoque.

Conexión de sustrato:

• La mayoría de los procesos CMOS están en obleas de tipo P con implantes de dos pozos. Eso significa que los transistores NMOS tienen todos sus pozos en el potencial de tierra (a menos que sean procesos de pozo triple). Eso significa que la conexión masiva para un seguidor de ganancia unitaria que usa un dispositivo NMOS estará en tierra y estará presente el efecto de puerta trasera que reduce la ganancia a ~ 0.8. Cuando se implementa con dispositivos PMOS con la conexión masiva vinculada a la fuente, la ganancia puede ser de 1,0.

Ruido:

• Los transistores PMOS en los nodos de proceso por encima de 0.35u generalmente eran dispositivos de canal enterrados (debido a las técnicas de proceso utilizadas en esos nodos). estos dispositivos tenían mucho menos ruido que los transistores NMOS en el mismo nodo de proceso. Simplemente porque el canal se mantuvo alejado de los estados de la interfaz Si/SiO2 en el límite del óxido de puerta de Si. Esto es particularmente cierto en el caso del ruido de parpadeo.

• Los transistores PMOS por debajo de 0.25u en su mayoría eran dispositivos de canal de superficie y, como resultado, recogieron características similares al ruido NTBI (inestabilidad de polarización de temperatura negativa).

Variabilidad del proceso:

• debido a los tamaños más grandes necesarios para que coincida con el$G_m$Los dispositivos PMOS son más grandes y, por lo tanto, se combinan mejor con menos efectos de LER (rugosidad de borde de línea).

¿Por qué los MOSFT de canal n son mejores que los MOSFET de canal p?

La única razón real es que la movilidad de los electrones es mayor que la movilidad de los huecos. Todas las ventajas físicas se derivan de eso (capacitancia de puerta, resistencia de canal, costo, tamaño, clasificación térmica, etc.)

Cualquier otra diferencia es sólo una diferencia. Consideremos la polaridad. Si está utilizando el transistor como interruptor, el tipo p está "encendido" en condiciones opuestas a las del tipo n.

Esto es similar a un botón que normalmente está abierto (presione el botón para cerrar el circuito; por lo general, eso significa encender algo) y normalmente cerrado (presione el botón para abrir el circuito; por lo general, "apaga" algo) .

Cuál de estos comportamientos es mejor en su aplicación, depende de la aplicación.

Los FET de canal N tienen electrones como portadores de corriente que tienen una alta movilidad, por lo que la corriente de drenaje es comparativamente alta; aquí el ruido de entrada es bajo y la transconductancia es grande. Mientras que para los FET de canal p, tienen agujeros como portadores de corriente que tienen comparativamente menos movilidad que los electrones, lo que hace que fluya menos corriente de drenaje; aquí, en este caso, el ruido de entrada es mayor y la transconductancia es pequeña.