Evaluatation des pertes d'un circuit intégré

[PierrePaulJacques]

Bonjour à tous,

J'ouvre cette discussion pour mieux comprendre l'échauffement des circuits intégrés. Mon but est d'évaluer les pertes d'un circuit intégré (puce de silicium nue, non packagée) et donc son élévation en température. Je précise bien sûr que je possède le schéma du circuit intégré et donc connaît pour chaque transistor MOSFET sa zone de fonctionnement (linéaire ou saturation).

Pour un MOSFET fonctionnant dans sa région linéaire, celui-ci se comporte comme une résistance (Rdson) et donc dissipe une puissance qui vaut Rdson*id². id étant le courant de drain du MOSFET.

Ma question concerne les MOSFET fonctionnant en saturation. Dans ce mode de fonctionnement un MOSFET est équivalent à une source de courant. Selon le point de polarisation, le MOSFET va fournir une puissance de Vds*id (Vds étant la tension drain-source du MOSFET). Mais qu'en est-il des pertes ? Car Vds*id est une puissance fournit au montage ce ne sont pas des pertes.

Quelles sont les pertes d'un MOSFET fonctionnant en saturation ?
-----

[Pascal071]

bonjour

La résistance Rdson est donnée pour un MOS en saturation.
avec un Vgs correct pour cette saturation.
Alors le Mos dissipe Rdson*id²
la tension Vds est faible, égale à Rdson * id

En mode linéaire, le MOS supporte une tension Vds ( il n'est pas saturé )
Alors le MOS dissipe Vds*id

Dans les 2 cas, c'est une perte en chaleur...
en mode saturé, cette perte est faible car Rdson est faible, donc Vds aussi.

Cdlt

[coco34]

bonjour

Mais qu'en est-il des pertes ? Car Vds*id est une puissance fournit au montage ce ne sont pas des pertes.

pardon ???

pascal vient de montrer la relation entre Vds Rds et Id ce sont toujours une perte sur un composant en convention récepteur !

[jiherve]

bonjour
dans les CMOS modernes l'essentiel des pertes sont dues aux courants de fuites et ne servent à rien.
https://www.sciencedirect.com/scienc...13020916302208
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[PierrePaulJacques]

Merci pour vos réponses,

Attention, pour les MOS les régions n'ont pas le même nom que pour les bipolaires. La convention utilisée est visible sur l'image ci-dessous.


D'accord je n'avais pas pensé au fait qu'il s'agissait d'un récepteur ! Dans ce cas là je suis bien d'accord avec vous.

[Antoane]

Bonjour,

Suivant le circuit, il faut ajouter les pertes par commutation, dues aux vitesses de commutation finies et aux capacités parasites.

@PPP : en effet, et au terme "triode" on préfère souvent celui de "linéaire" ou "Ohmique". On défini parfois une troisième région, entre le partiede la characteristique "bien linéeaire" et la zone saturée, comme le "quasi-saturé".

[jiherve]

bonjour,
oui bien sur il y a aussi les pertes dynamiques mais comme je l'ai déjà écrit des débuts du CMOS et grosso modo jusqu'au 90nm la logique fonctionnait en classe C , cela ne consomme que si l'on s'en sert, aujourd'hui c'est plutôt de la classe AB mais variante A+ ça consomme tout le temps.
JR

[PierrePaulJacques]

Bonjour Antoane,

Oui bien sûr.

D'accord merci pour l'info, en effet on voit bien trois régions distinctes sur la courbe Id(Vds).

Ok jiherve, moi je suis sur du 130nm en ce moment.

[jiherve]

bonjour,
avec du 130nm les pertes sont encore essentiellement dynamiques donc proportionnelles à la fréquence.
JR