MOS晶體管直流條件下的渡越時間特性及曲線圖分析

晶體管中與直流工作狀態有關的渡越時間(1.3.1節)是一個電子越過溝道長度所需的平均時間：

由于在前一節中已算出了反型層電荷，故現在是對四種感興趣的情況計算τ的合適時機。在下一節中我們將要用到τ。

1、強反型-VDS很小時曲非飽和

從式(7.4.22)；我們有。由式(4.4.30a），VDS很小，有。因此根據式（7.5.1）可得

注意，由于忽略VDS，溝道是近似均勻的，漂移速度近似不變，故可用式(1.3.10)獲得上述結果。

2、強反型-飽和

假設沒有發生速度飽和，由式(7.4.27)有，并由式(4.4.30b)，有，因此根據式(7.5.1)可得

式中

對于一個μ=64μm²/（V?ns），L=4μm的器件[因此，器件工作在(VGS-VT)／(1+δ)=4V電壓下]， τ值是0.083ns。

3、 VDS>5Φt時的弱反型

從4.6節不難看出，此時Q′I，漏=0，并由式(7.4.36)，有，源。根據式(4.6.16)，有。所以

注意，在上述三種情況下，渡越時間正比于L的平方。當然，這是因為QI正比于L，ID反比于L。為了用另一種方法來理解這一效應，現在來考慮VDs很小時的非飽和情況。這時，溝道幾乎是均勻的，場強到處近似等于VDS/L，電子的漂移速度正比于這一場強。L，比如說增大m倍，漂移速度就減小m倍?，F在這些電子必須·渡越的距離是原距離的m倍，這樣，電子渡越溝道所需時間便將增大m²倍。  把1.3.3節中的簡單模型用于弱反型，類似的論點仍然成立，只是這里的“驅動力”不是場強而是溝道中的電荷梯度∣Q′I，源∣／L。

4、速度飽和

如果在部分溝道中出現速度飽和，前面的論點就不成立了。在這一情況下，雖然渡越時間的值可利用5.3節中的內容來計算，但我們將把討論限制在簡單的估算。我們注意到，  τ值將大于電子以最大速度在整個溝道中移動時所具有的值，因此，

    圖7.10表示了器件工作在ID-VDS特性的“平直”部分時，渡越時間與VGS的函數關系(實線)。隨著VGs的增大，如果器件欲保持飽和狀態，則VDS必須升高，VDS的升高伴隨著電場的增強。因此，如果L較小，速度飽和會遍及溝道的絕大部分。這樣，增加VGs不可能減小τ，這一點與粗心地應用式(7.5.3)和(7.5.4)而得出錯誤結論的那些人的愿望相反。

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