晶体管原理第五章.ppt

*当VDSVDsat后，简单的处理方法是从抛物线顶点以水平方向朝右延伸出去。以不同的VGS作为参变量，可得到一组ID~VDS曲线，这就是MOSFET的输出特性曲线。MOSFET的直流电流电压方程第三节第61页,共68页，星期六，2024年，5月*对于P沟道MOSFET，可得类似的结果，式中，以上公式虽然是近似的，但因计算简单，在许多场合得到了广泛的应用。MOSFET的直流电流电压方程第三节第62页,共68页，星期六，2024年，5月*实测表明，当VDSVDsat后，ID随VDS的增大而略有增大，也即MOSFET的增量输出电阻不是无穷大而是一个有限的值。3.3.2饱和区的特性通常采用两个模型来解释ID的增大。MOSFET的直流电流电压方程第三节第63页,共68页，星期六，2024年，5月*当VDSVDsat后，沟道中满足V=VDsat和Qn=0的位置向左移动?L，即：1、有效沟道长度调制效应已知当VDS=VDsat时，V(L)=VDsat，Qn(L)=0。这意味着有效沟道长度缩短了。MOSFET的直流电流电压方程第三节第64页,共68页，星期六，2024年，5月*L0yVDsatV(y)?L①②③图中，曲线①代表VDSVDsat，曲线②代表VDS=VDsat，曲线③代表VDSVDsat而V(L-?L)=VDsat。MOSFET的直流电流电压方程第三节第65页,共68页，星期六，2024年，5月*当VDSVDsat后，可以将VDS分为两部分，其中的VDsat降在有效沟道长度(L-?L)上，超过VDsat的部分(VDS-VDsat)则降落在长度为?L的耗尽区上。根据耗尽区宽度公式可计算出?L为：由于，当L缩短时，ID会增加。MOSFET的直流电流电压方程第三节第66页,共68页，星期六，2024年，5月*若用I’Dsat表示当VDSVDsat后的漏极电流，可得：当L较长或NA较大时，较小，电流的增加不明显，rds较大；反之，则电流的增加较明显，rds较小。MOSFET的直流电流电压方程第三节第67页,共68页，星期六，2024年，5月*对于L较短及NA较小的MOSFET，当VDSVDsat后，耗尽区宽度接近于有效沟道长度，这时从漏区发出的电力线有一部分终止于沟道上，使沟道电子的数量增多，从而导致电流增大。可以把此看作是在漏区与沟道之间存在一个电容CdCT，当VDS增加?VDS时，沟道区的电子电荷面密度的增量为2、漏区静电场对沟道的反馈作用第68页,共68页，星期六，2024年，5月*因此MOSFET的阈电压一般表达式为MOSFET的阈值电压第二节第29页,共68页，星期六，2024年，5月*以下推导QA的表达式。对于均匀掺杂的衬底，式中，，称为体因子。MOSFET的阈值电压第二节第30页,共68页，星期六，2024年，5月*于是可得N沟MOSFET的阈电压为MOSFET的阈值电压第二节第31页,共68页，星期六，2024年，5月*注意上式中，通常VS0，VB0。当VS=0，VB=0时，这与前面得到的MOS结构的阈电压表达式相同。MOSFET的阈值电压第二节第32页,共68页，星期六，2024年，5月*称为N型衬底的费米势。同理，P沟MOSFET的阈电压为式中，?FN与?FP可以统一写为?F