mos器件物理ppt課件-閱讀頁
2025-05-20 18:16本頁面
【正文】 ? 在分析器件的工作原理時(shí)已提到：在飽和時(shí)溝道會發(fā)生夾斷，且夾斷點(diǎn)的位置隨柵漏之間的電壓差的增加而往源極移動(dòng)，即有效溝道長度 L’實(shí)際上是 VDS的函數(shù)。 ? 記 ， ， λ稱為溝道調(diào)制系數(shù)，當(dāng)遠(yuǎn)小于 L時(shí)有： LLL ???? DSVLL ???? ? LLLL ???? 11溝道調(diào)制效應(yīng) ? 在飽和區(qū)時(shí)，其漏極電流為 ? 調(diào)制系數(shù)為： ? 而 Δ L為： ? λ的大小與溝道長度及襯底濃度有關(guān)， ND上升則 λ下降。 ? ? ? ?DSthGSND VVVKI ???? 12s a tDSDS VVLLL,1???????Dsa tDSDSqNVV )(2L ,si ??? ?溝道調(diào)制效應(yīng) 由上圖可以看出： ? 實(shí)際的 I/V曲線在飽和時(shí)并非是一平行的直線，而是具有一定斜率的斜線。 ? 因此在源漏之間是一個(gè)非理想的電流源。 λ與 VA的關(guān)系為： λ＝ 1/VA 。 ? ?? ?thDSDNDSthGSNmVVIK VVVKg???????GSDV2I 14 12??溝道調(diào)制效應(yīng) ? 不考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)， MOS管工作于飽和區(qū)時(shí)的漏源之間的交流電阻為無窮大，是一理想的電流源。這個(gè)電流源的電流值與其電壓成線性關(guān)系， 可以等效為一個(gè)連接在 漏源之間的線性電阻， 這個(gè)電阻值為： ? ? 1 12DthGSNDDSoIVVKIVr?????????溝道調(diào)制效應(yīng) ? 一般 ro也稱為 MOS管的輸出阻抗，它會限制大部分放大器的最大電壓增益，影響模擬電路的性能。因此，為了保證其電流值，應(yīng)同比例增加 W的值。 DSVLL ??亞閾值效應(yīng) ? 亞閾值效應(yīng)又稱為弱反型效應(yīng) ? 前面分析 MOS管的工作狀態(tài)時(shí)，采用了強(qiáng)反型近似，即假定當(dāng) MOS管的 VGS大于 Vth時(shí)，表面產(chǎn)生反型，溝道立即形成，而當(dāng) MOS管的 VGS小于 Vth時(shí)，器件就會突然截止。 e x p0TGSDD VVII??mCI oxD?210 ?qkTVT ?亞閾值效應(yīng) 亞閾值工作特點(diǎn)： ? 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。且根據(jù)跨導(dǎo)的定義，ID不變而增大器件寬 W可以提高跨導(dǎo)，但 ID保持不變的條件是必須降低 MOS管的過驅(qū)動(dòng)電壓 。 ? 為了得到亞閾值區(qū)的 MOS管的大的跨導(dǎo)，其工作速度受限（大的器件尺寸引入了大的寄生電容）。 ? 閾值電壓 Vth隨溫度的變化：以 NMOS管為例，閾值電壓表達(dá)式兩邊對溫度 T求導(dǎo)可以得到 dTdCqNdTddTdV ffOXfS U Bsifth ??????242 0??溫度效應(yīng) ? 上式一直為負(fù)值，即 閾值電壓隨溫度上升而下降 。 ???????? ???????????????qEqkTTndTdqkTnNqkdTd gfiiS U Bf22311lnln 0溫度效應(yīng) 載流子遷移率隨溫度的變化 ? 實(shí)驗(yàn)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(dǎo)體體內(nèi)遷移率的一半。 溫度效應(yīng) ? 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(jìn)而影響其漏源電流。 )21( dTdVVVTIdTdI ththGSDSDS??
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