mos器件物理--mos管交流小信號模型ppt49-經(jīng)營管理-wenkub.com
2025-08-02 15:05 本頁面
【正文】 ? CV理論使大電壓增益變小、單位面積功耗增大。 r1 11o???????DDDo IIIr?????按比例縮小的影響 5 本征增益 ? MOS管的本征增益定義為 gmro，由于跨導(dǎo) gm與輸出電阻 ro都保持不變，因此，本征增益 gmro維持不變 。 mthGSoxthGSoxmgVVLWCVVLWCg??????)( )(??????按比例縮小的影響 4 輸出阻抗 1） 飽和區(qū)的輸出阻抗 ? MOS管的交流小信號輸出阻抗取決于厄萊電壓的大小，也即取決于溝道調(diào)制系數(shù) λ，而 λ與飽和區(qū)的輸出阻抗可分別表示為： ? 由于環(huán)繞漏區(qū)的耗盡層寬度減小 α倍，因而 ΔL/L保持不變。 ? 所以源 /漏結(jié)的總電容為： ? 上式表明源 /漏結(jié)的總電容也縮小了 α倍。 oxoxox W L CCLWC ???? 1 )( ???按比例縮小的影響 2）源 /漏結(jié)電容 ? 主要由底板電容（即耗盡區(qū)電容）與側(cè)壁電容構(gòu)成，所以在分析CF對源 /漏結(jié)電容的影響時需綜合考慮這兩部分的影響。 ? 而準(zhǔn)恒壓按比例縮小理論是介于以上兩種理論之間。 ? 按比例縮小有三種理論：恒定電場 CF理論、恒定電壓 CV理論、準(zhǔn)恒壓QCV理論。 ? 其中的介質(zhì)層是專門形成的，而不是單純的場氧。 ? 電壓系數(shù)為 100ppm/V，溫度系數(shù)為： 100ppm/℃ 。 ? 當(dāng)然也可以用多晶硅作為電容的上極板，而金屬作為其下極板，介質(zhì)為氧化層構(gòu)成電容。 無源器件－電容 弱反型區(qū) ? VGS繼續(xù)上升，則在柵氧下面就產(chǎn)生耗盡層，并開始出現(xiàn)反型層，該器件進(jìn)入了弱反型區(qū)，在這種模式下，其電容由 Cox與 Cb串聯(lián)而成，并隨 VGS的增大，其電容量逐步增大。在這種條件下NMOS可看成一個二端器件，并且不同的柵壓會產(chǎn)生厚度不一樣的反型層，從而有不同的電容值。多晶 2的面積可以小于薄氧化層面積，從而只有較小的寄生電容（厚氧電容）。 ? 另外，這類電容可以通過多晶條的激光修正來調(diào)節(jié)電容值。 金 屬p 型 襯 底薄 氧p +無源器件－電容 多晶與體硅之間的電容（ PIS） ? NMOS與 CMOS多晶硅柵（金屬柵）工藝實現(xiàn)，需要額外一次離子注入來形成底板的 n+重?fù)诫s區(qū)，以多晶硅為上極板，二氧化硅為介質(zhì)， n+為下極板構(gòu)成電容。 ? 電容器的比例精度主要取決于它們的面積比（特別是小電容） 2222 )()()()()(WWLLttSoxoxoxoxCD??????????無源器件－電容 PN結(jié)電容 ? 直接利用 PN結(jié)構(gòu)成的電容，這類電容具有大的電壓系數(shù)和非線性，因此并不常用。 ? 多數(shù)都用 SiO2作為介質(zhì)，但也有采用 SiO2/Si3N4夾層作為介質(zhì)，主要是利用 Si3N4較高的介電常數(shù)特性來制作較大的電容。 ? 方塊電阻值可由所用材料的性質(zhì)比例成分和淀積層厚度決定，一般情況下，薄膜厚度為幾百至幾千埃，方塊電阻： NiCr為幾百歐 /方， CrSi為幾百至幾千歐 /方。但多晶硅電阻的薄層電阻大小，除與離子注入劑量有關(guān)外，還與多晶硅的厚度，多晶硅的淀積質(zhì)量等有關(guān)，因此難以用來制作精密電阻。這類電阻具有小的溫度系數(shù)，但很難消除壓電電阻效應(yīng)?？梢耘c耗盡層注入相結(jié)合。且電阻條之間還需要設(shè)計出溝道截止環(huán)，以消除電阻間的表面反型層漏電流，因此在制作大電阻時，其面積也較大。 ? 存在大的寄生電容（ n+p結(jié)電容），并且由于存在淺結(jié)，所以會產(chǎn)生壓電電阻，從而引入誤差。 無源器件－源 /漏擴(kuò)散電阻 ? 金屬柵與硅柵技術(shù)的 NMOS和 CMOS工藝，與漏源區(qū)同時制成。電阻的大小一般以方塊數(shù)來表示，電阻的絕對值為： ? 式中 R□ 為單位方塊電阻值， L和 W分別是指電阻的長度與寬度。且有： ? 所以此時的輸出電阻值較小。 IgmV1+V1V+roM1+VD DVIgm bVb s（ a) (b) 有源電阻 ? 根據(jù) KCL定理，由上圖（ b）可以得到： ? 所以此時的等效電阻為： ? 上式即為考慮了襯底偏置效應(yīng)與溝道調(diào)制效應(yīng)的小信號電阻，由上式可知：在考慮襯底效應(yīng)后，從 M1的源端看其阻抗降低了。 2)( thGSND VVKI ??NIthDSGS KVVVV
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