mos器件物理--轉(zhuǎn)移特性曲線ppt29-經(jīng)營管理-資料下載頁
2025-08-07 15:04本頁面
【導讀】在一個固定的VDS下的MOS管飽和區(qū)的漏極電流。與柵源電壓之間的關(guān)系稱為MOS管的轉(zhuǎn)移特性。在實際應用中，生產(chǎn)廠商經(jīng)常為設計者提。注意，Vth0為無襯偏時的開啟電壓，從物理意義上而言，為溝道剛反型時的。關(guān)；而Vth0與人為定義開啟后的IDS有關(guān)。所以KN即為轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率。工作在飽和區(qū)的MOS管可等效為一壓控電流源，故可。在KN為常數(shù)時，跨導。反比，而與KN的平方根成正比。但以增大寬長比為最有效。對于雙極型，當IC確定后，gm就與幾何形狀無。對于MOS管的交流小信號工作還引入了導。C表示柵極輸入電容，該電容正比于WLCox。MOS管的最高工作頻率與溝道長度的平方成。但在實際的模擬集成電路中，由于MOS器件制作。這種由于VBS不為0而引起閾值。把上式代入閾值電壓的表達式，可得其閾值電壓為：。對于PMOS管，考慮體效應后的閾值電壓為：。壓相對于Vsub發(fā)生了改變，會發(fā)生同樣的現(xiàn)象。由于襯底電位會影響閾值電壓，進而影響MOS管的。在飽和區(qū)，gmb能被
【正文】 始導通，仍會產(chǎn)生一個弱反型層，從而會產(chǎn)生由漏流向源的電流，稱為亞閾值導通，而且 ID與 VGS呈指數(shù)關(guān)系： ? 其中 ξ1是一非理想的因子； ID0為特征電流： ， m為工藝因子，因此 ID0與工藝有關(guān)；而 VT稱為熱電壓： 。 e x p0TGSDD VVII??mCI oxD?210 ?qkTVT ?亞閾值效應 亞閾值工作特點： ? 在亞閾值區(qū)的漏極電流與柵源電壓之間呈指數(shù)關(guān)系，這與雙極型晶體管相似。 ? 亞閾值區(qū)的跨導為： 由于 ξ1，所以 gmID/VT，即 MOS管的最大跨導比雙極型晶體管（ IC/VT）小。且根據(jù)跨導的定義， ID不變而增大器件寬 W可以提高跨導，但 ID保持不變的條件是必須降低 MOS管的過驅(qū)動電壓。 ? 因此在亞閾值區(qū)域， 大器件寬度（存在大的寄生電容）或小的漏極電流的 MOS管具有較高的增益。 ? 為了得到亞閾值區(qū)的 MOS管的大的跨導，其工作速度受限（大的器件尺寸引入了大的寄生電容）。 ? ?TDm VIg ??溫度效應 ? 溫度效應對 MOS管的性能的影響主要體現(xiàn)在閾值電壓 Vth與載流子遷移率隨溫度的變化。 ? 閾值電壓 Vth隨溫度的變化：以 NMOS管為例，閾值電壓表達式兩邊對溫度 T求導可以得到 ? 上式一直為負值，即 閾值電壓隨溫度上升而下降 。 ? 對于 PMOS管則 dVth/dT總為正值，即 閾值電壓隨溫度的上升而增大 。 dTdCqNdTddTdV ffOXfS U Bsifth ?????? 242 0??)223(1)1l n (ln 0qEqkTTndT dqkTnNqkdTd gfiiS U Bf ???????溫度效應 載流子遷移率隨溫度的變化 ? 實驗表明，對于 MOS管，如果其表面電場小于 105V/cm，則溝道中電子與空穴的有效遷移率近似為常數(shù)，并約為半導體體內(nèi)遷移率的一半。 ? 實驗還發(fā)現(xiàn)，在器件工作的正常溫度范圍內(nèi)， 遷移率與溫度近似成反比關(guān)系 。 溫度效應 ? 漏源電流 IDS隨溫度的變化 ? 根據(jù)以上的分析，溫度的變化會引起閾值電壓與遷移率的變化，進而影響其漏源電流。由薩氏公式兩邊對 T求導得： ? 則有： ? 由于溫度的變化對閾值電壓與遷移率的影響正好是反向的，漏源電流 IDS隨溫度的變化取決于這兩項的綜合，因此， MOS管的電性能的溫度穩(wěn)定性比雙極型的晶體管好 。 dTdVVVIdTdIdTdI ththGSDSnnDSDS)(21?????)21( dTdVVVTIdTdI ththGSDSDS????
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1