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第五章MOS 场效应管的特性 第五章MOS 场效应管的特性 5.1 MOS场效应管 5.1 MOS场效应管 5.2 MOS管的阈值电压 5.3 体效应 5.3 体效应 5.55.5 MOSFETMOSFET 的噪声的噪声 5.4 MOSFET5.4 MOSFET的温度特性的温度特性 5.5 MOSFET的噪声 5.6 MOSFET尺寸按比例缩小 5.6 MOSFET尺寸按比例缩小 5.7 MOS器件的二阶效应 5.7 MOS器件的二阶效应 1 11 5.1 MOS场效应管 5.1.1 MOS管伏安特性的推导 两个PN结： 图 1） 1）N型漏极与P型衬底； 2 ） 2 ）N型源极与P型衬底。 同双极型晶体管中的PN 结一样，在 结周围由于载流子的扩散、漂移达 3 ） 到动态平衡，而产生了耗尽层。 3 ）一个电容器结构： 栅极与栅极下面的区域形成一个电容器，是MOS管的核 心，决定了MOS管的伏安特性。 22 2 MOSFET 的三个基本几何参数 poly-Si D di usion tox p + / n+ G W L n (p) S p + / n+  栅长: L  栅宽: W  氧化层厚度: tox 33 MOSFET 的三个基本几何参数 Lmin 、Wmin和tox 由工艺确定 Lmin ：MOS工艺的特征尺寸(feature size) 决定决定MOSFETMOSFET 的速度和功耗等众多特性的速度和功耗等众多特性 L和W 由设计者选定 通常选取L= Lmin ，设计者只需选取W ，W是主要的设计 变量。 W影响MOSFET 的速度，决定电路驱动能力和功耗 44 MOSFET 的伏安特性:电容结构  当栅极不加电压或加负电压时，栅极下面的区域保持P型 导电类型，漏和源之间等效于一对背靠背的二极管，当 漏源电极之间加上电压时，除了PN结的漏电流之外，不 会有更多电流形成。  当栅极上的正电压不断升高时，P型区内的空穴被不断地 T 排斥到衬底方向。当栅极上的电压超过阈值电压V ，在