MOS晶體管的特性溫度效應及其關系曲線

MOS晶體管的特性強烈地與溫度相關。與溫度有關的主要參數之一是有效遷移率，已知它隨溫度增加而減小。常用的一個近似為

式中T為絕對溫度，Tг為室內的絕對溫度，K3為一常數，其值在1.5和2.0之間。

其他與溫度相關的參數是ФB和VFB[后者是通過式（2.2.6）的ФMS與溫度相關的，假定Qˊ_o是固定的]。這些影響在式（4.4.26）的VT值中表現出來，并發現VT隨著溫度的升高幾乎是直線下降的，且可近似地表示為：

式中K4通常在0.5mV/K和4mV/K之間，該范圍內的較大值對應于襯底的摻雜濃度較高，氧化層較厚以及VSB較小的情況。

作為一個溫度對晶體管特性影響的例子，現在來考慮一個工作在飽和區的器件。據式（4.4.30），有

因此，溫度增加，通過VGS-VT（T）的作用使漏端電流趨于增加，通過μ（T）的作用使漏端電流趨于減小。一組測量所得的與VGS的關系曲線示于圖4.21，從式（4.4.30）和（4.4.28）可見，對于正的閾值電壓，VDS=VGS這一條件保證了器件工作在飽和區。在大電流時，μ（T）隨溫度升高而減小對電流產生的影響是主要的；在小電流時，VGS-VT（T）對電流的影響是主要的。在某些特定情況下，可以找出一個VGS值，使得電流在一個較大的溫度范圍內，實際上與溫度無關。這一現象在圖4.21中是很明顯的。在圖的底部，特性的彎曲部分是由中反型和弱反型造成的。

從圖4.21可推斷出，對于一給定的VGS值，弱反型時，漏端電流隨溫度的增加而增加。各種不同溫度下的ID（對數標尺）與VGS的關系曲線示于圖4.22。由圖可見，溫度增加，曲線斜率減小。同時，結漏電電流（圖中用虛線畫出該電流的影響）也隨溫度的增加而急劇地增加，并掩蓋了弱反型電流。因此，縮小這一段電流范圍，便可觀察到電流的指數特性。

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