大学课件chapter06
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2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性1第6 章MOSFET 的电气特性本章目录6.1 MOS 物理学 6.2 nFET 电流-电压方程 6.3 FET 的RC 模型 6.4 pFET 特性6.5 小尺寸MOSFET 模型),(DSn GSn Dn Dn V V I I =NMOS 的电流和电压§6.1 MOS 物理学2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性3oxoxox t C ε=F/cm10854.8,9.31400−×==εεεox MOS 的结构§6.1 MOS 物理学S ox G V V φ+=oxox S V C Q −=MOS 的结构中的电压:表面电势:氧化层的电压降;S ox V φ2C/cm ::表面电荷密度,单位S Q2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性5sa Si B N q Q φε2−=MOS 的结构中的耗尽电荷:衬底掺杂浓度;:体电荷密度,单位:a Si B N Q 028.11C/cm εε=§6.1 MOS 物理学MOS 的结构中的电子电荷e B S Q Q Q +=)(Tn G ox e Tn G V V C Q V V −−=>时,:反型层电子密度e Q2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性7阈值电压公式阈值电压:衬底表面形成强反型时的栅源电压。
⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛==i a F F F S n N q kT ln ||||||2φφφφ:体费米电势,型时,衬底表面出现强反当表面电势强反型:反型层中的载流子浓度与衬底的多数载流子浓度相等。
oxIFB F F a Si ox Tn C qD V N q C V +++=||2|)|2(21φφεFBF F a Si oxTn V N q C V ++=||2|)|2(21φφε实际MOS 结构的阈值电压调整后的阈值电压公式§6.1 MOS 物理学:平带电压FB V 厘米注入的离子数:注入剂量,即每平方I D ||2|)|2(21F F a Si ox Tn N q C V φφε+=理想MOS 结构的阈值电压理想MOS :栅和衬底材料一样,氧化层没有电荷2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性9§6.2.2 体偏置效应当源和体(衬底)之间存在V SBn >0时)||2||2(0F SBn F n T Tn V V V φφγ−++=V2,单位体偏置系数:ox aSi C N q εγ=体偏置效应使阈值电压增大!0.7930.7720.7410.700V Tn (V)V SBn (V))58.058.0(08.070.0 V 58.02,V 08.0,V 70.0,nFET 3.6210−++====SBn Tn SBn F n T V V V V 的关系为阈值电压与体偏置电压。