MOS場效應亞閾值效應基本特性及詳解

MOS場效應亞閾值效應

亞閾值效應又稱為弱反型效應。到目前為止，我們均假定當加在MOS管棚極上的電壓超過閾值電壓時，表面反型，溝道立即形成，這稱為強反型近似。采用強反型近似模型計算閾值電壓時，半導體表面勢ф 等于費米勢ф 1的二倍（ф=2ф 1）。根據強反型近似模型，漏源輸出電流ID與VGS的關系如圖1.4-4中的實線所示。實際上，弱反型區產生了電流ID，即當ф=2ф 1（VGS>VT）時，已經開始導電了，這就稱為亞閾值效應或弱反型效應。

圖1.4-4中的虛線（曲線）反映了經典的強反型近似模型與弱反型模型之間的關系。弱反型模型認為VGS<VT時，導電已開始，而且漏源電導ID與VGS的關系是指數關系。MOS場效應亞閾值效應。當ID隨VGS指數增加直到與描述強反型模型的實線交于某點（該點所對應的電壓為）.這意味著當時，ID與VGS是指數關系；而當時，則呈線性關系，考慮弱反型效應后，可以定義一個開啟電壓.其值為

式中nL為弱反型開啟電壓的修正系數，約1.5～3。

考慮弱反型效應后，當時，漏源電流方程為（詳細推導見參考文獻[35]）

式中

a為短溝道效應的修正系數。這表示弱反型時漏源電流ID隨VGS作指數變化。

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