マルチフィンガーvsシングルフィンガーレイアウト（MOSFETトランジスタ）

マルチフィンガー（MF）とシングルフィンガーのあるトランジスタレイアウトの利点と欠点の概要を教えてください。

EDAツールで特定の幅と長さのMOSFETをレイアウトする場合、ゲートの形状に関して2つのオプションがあります。

1）シングルストライプ（クラシックケース）（1本の指）;
2）いくつかの縞模様（数本の指）。

仮説（さまざまなインターネットフォーラムに基づく）：

1）MFは、W / LまたはL / Wが高いトランジスタのレイアウト計画により多くの柔軟性を提供します。言い換えれば、レイアウトをより正方形のようにすることができます。

2）MFにより、必要に応じてトランジスタのマッチングを改善できます。たとえば、一般的な重心技術を使用している場合。

3）MFレイアウトはゲート抵抗を低減します（ACの場合）。もしそうなら、その理由を説明できますか？

4）技術的な制限がある場合、MF はゲートの電流密度を低減します。

知識のある人が2つのアプローチを比較できますか？

図1：1本の指。

図2：2本の指。並列の2つのトランジスタ（幅の合計）。

図3：2本の指。直列の2つのトランジスタ（長さの合計）。

長いトランジスタは、さまざまな理由で小さいトランジスタに分割されます。1つの理由は、それらをブロックの全体的なレイアウトにうまく合わせるか、単にアスペクト比を向上させるためです。別の理由は、デバイスのゲート抵抗を減らすことです。問題は、ゲートチャネル容量がゲート抵抗とローパスを形成し、スイッチング速度が低下することです。さらに、2本の指が共通のドレインを共有するため、ドレイン領域が減少し、寄生容量も減少します。

更新：幅（W）が同じで指の長さがL / k（kは指の総数）になるように、W / Lのあるトランジスタを複数の指を持つトランジスタに分割します。有効な長さと幅は同じままですが、ゲートが平行になるため、抵抗が減少します。さらに、ゲートは両端で接触していることが多く、実効抵抗を低減しています。

トランジスタの分割は、単一のゲートを持つ複数のトランジスタ、または複数のゲートフィンガーを持つトランジスタを使用して行うことができます。

複数のフィンガーを備えたトランジスタには、隣接する2つのフィンガーで現在の方向が異なるという欠点があります。たとえば、最初の指のソースが左の場合、次の指のソースは右になります。トランジスタの特性は、電流の向きによって変化します。したがって、適切なマッチングを実現しようとする場合は、特に注意が必要です。

たとえばカレントミラーで複数のフィンガーを使用してスケーリングされた電流源を取得することも、特性がわずかに異なるため、複数のシングルゲートトランジスタを使用するよりも劣ると考えられます。

したがって、アナログ設計者は、特定の問題に最適なオプションを決定する必要があります。