Layout de vários dedos versus um único dedo (transistor MOSFET)

Por favor, forneça um resumo das vantagens e desvantagens de um layout de transistor com vários dedos (MF) vs um dedo ?

Ao colocar um MOSFET com uma largura e comprimento específicos, em uma ferramenta EDA, há duas opções com relação à forma do portão :

1) Faixa simples (estojo clássico) (um dedo);
2) Várias listras (vários dedos).

Hipóteses (baseadas em vários fóruns da Internet):

1) O MF fornece mais flexibilidade no planejamento de layout para transistor com alto P / L ou L / W. Em outras palavras, permite tornar um layout mais quadrado.

2) O MF permite uma melhor correspondência dos transistores, quando necessário. Por exemplo, se estiver usando técnicas de centróide comuns.

3) O layout MF reduz a resistência do portão (para CA). Se sim, você pode explicar o porquê?

4) MF reduz a densidade de corrente no gate se houver limitações de tecnologia nisso.

Alguém com conhecimento pode fazer uma comparação das duas abordagens?

Figura 1: Um dedo.

Figura 2: Dois dedos. Dois transistores em paralelo (as larguras são somadas).

Figura 3: Dois dedos. Dois transistores em série (os comprimentos são somados).

Transistores longos são divididos em menores por várias razões. Uma razão poderia ser ajustá-los melhor ao layout geral de um bloco ou simplesmente ter uma melhor proporção. Outro motivo é reduzir a resistência do portão do dispositivo. O problema é que a capacitância do canal da porta forma um passe baixo com a resistência da porta e a velocidade de comutação é reduzida. Além disso, a área de drenagem é reduzida porque dois dedos compartilham um dreno comum e, portanto, os parasitas também são reduzidos.

Atualização: A divisão de um transistor com W / L em um transistor com vários dedos é feita de modo que a largura (W) permaneça a mesma e o comprimento do dedo seja L / k, em que k é o número total de dedos. O comprimento e a largura efetivos permanecem os mesmos, mas os portões estão agora em paralelo e, portanto, a resistência é reduzida. Além disso, os portões são freqüentemente contatados nas duas extremidades para reduzir a resistência efetiva.

Transistores de divisão podem ser feitos usando vários transistores com uma única porta ou com transistores que possuem vários dedos de porta.

Transistores com vários dedos têm a desvantagem de que a direção atual é diferente para dois dedos vizinhos. Por exemplo, se para o primeiro dedo a fonte estiver à esquerda, a fonte do próximo dedo estará à direita. As propriedades do transistor podem mudar dependendo da direção atual. Portanto, é necessário um cuidado extra ao tentar obter uma boa correspondência.

Usar vários dedos para obter fontes de corrente dimensionadas obtidas, por exemplo, em um espelho de corrente também é considerado inferior a ter vários transistores de porta única devido a propriedades ligeiramente diferentes.

Um designer analógico, portanto, precisa decidir qual opção é a melhor para um determinado problema.