cmos集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(1)-展示頁(yè)
2025-01-21 16:50本頁(yè)面
【正文】 N ＋B SGDP 型襯底P ＋GP ＋DN ＋BN 阱SN阱及 PMOS 在互補(bǔ)型 CMOS管中， 在同一襯底上制作 NMOS管和 PMOS管， 因此必須為 PMOS管做一個(gè)稱之為“阱 (Well)”的“局部襯底” 。 為了使 MOS管的電流只在導(dǎo)電溝道中沿表面流動(dòng)而不產(chǎn)生垂直于襯底的額外電流， 源區(qū)、 漏區(qū)以及溝道和襯底間必須形成反偏的 PN結(jié)隔離， 因此， NMOS管的襯底 B必須接到系統(tǒng)的最低電位點(diǎn) (例如 “ 地 ” )， 而 PMOS管的襯底 B必須要接到系統(tǒng)的最高電位點(diǎn) (例如正電源 UDD)。 寬長(zhǎng)比 (W/L)和氧化層厚度 tox這兩個(gè)參數(shù)對(duì) MOS管的性能非常重要。 由于源漏結(jié)的橫向擴(kuò)散， 柵源和柵漏有一重疊長(zhǎng)度為 LD， 所以導(dǎo)電溝道有效長(zhǎng)度 (Leff)將小于版圖中所畫的導(dǎo)電溝道總長(zhǎng)度。CMOS集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ) － MOS器件 MOS器件 多晶硅GSD氧化層Lef fLd r aw nN ＋N ＋P 型襯底LDWNMOS管的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 制作在 P型襯底上 (PSubstrate, 也稱 bulk或 body, 為了區(qū)別于源極S， 襯底以 B來表示 )， 兩個(gè)重?fù)诫s N區(qū)形成源區(qū)和漏區(qū)， 重?fù)诫s多晶硅區(qū) (Poly)作為柵極， 一層薄 SiO2絕緣層作為柵極與襯底的隔離。 NMOS管的有效作用就發(fā)生在柵氧下的襯底表面 —— 導(dǎo)電溝道(Channel)上。 我們將用 L表示導(dǎo)電溝道有效總長(zhǎng)度 Leff， W表示溝道寬度。 而 MOS技術(shù)發(fā)展中的主要推動(dòng)力就是在保證電性能參數(shù)不下降的前提下， 一代一代地縮小溝道長(zhǎng)度 L和氧化層厚度 tox。 襯底的連接如圖 (a)、 (b)所示。 DBSGN M O SSBDGP M O S( a )DN M O SBGSSP M O SBGD( b )DSN M O SSDGP M O S( c )DN M O SGSSP M O SGD( d )GMOS管常用符號(hào) MOS管的電流電壓特性 － uGSiD－ iDP M O SuGSUT H PUT H NN M O SONMOS管和 PMOS管工作在恒流區(qū)的轉(zhuǎn)移特性， 其中 UTHN(UTHP)為開啟電壓， 或稱閾值電壓 (Threshold Voltage)。 UTHN與材料、 摻雜濃度、 柵氧化層電容等諸多因素有關(guān)。 工作在恒流區(qū)的 MOS管漏極電流與柵壓成平方律關(guān)系。 漏極電壓 UDS對(duì)漏極電流 ID的控制作用基本上分兩段， 即線性區(qū) (Linear)和飽和區(qū) (Saturation)。 線性區(qū)和恒流區(qū)是以預(yù)夾斷點(diǎn)的連線為分界線的 (圖虛線所示 )。 若 UDS=UGSUTH 則溝道在漏區(qū)邊界上被夾斷 ， 因此該點(diǎn)電壓稱為預(yù)夾斷電壓 。 UDSUGSUTH 管子工作在恒流區(qū)， 此時(shí)若UDS增大， 大部分電壓降在夾斷區(qū)， 對(duì)溝道電場(chǎng)影響不大， 因此電流增大很小。 MOS管的
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