MOS晶體管低頻小信號中反型工作原理及其特性

在4.5節中已注意到，許多ID模型中忽略了中反型區，從而認為弱反型區和強反型區是緊挨的。這在預測ID時會導致某種誤差，這一誤差對若干應用來說是可以接受的。但是遺憾的是，在小信號參數中引起的相應誤差通常是不可接受的，而且不論對模型參數選擇什么樣的經驗值都不能使它減小。為舉例說明這一點，我們選擇gm作為例子，  并考慮VDS固定，VGS在較大范圍內變化時這一參數的變化情況。為了避免高階效應(諸如溝道長度調制效應或V′DS目的準確值的不確定性)的干擾，我們將不選飽和區中的VDS值。事實上，將選擇一個小得可以忽略的VDS值，該值對應于測量閾值值電壓和參數μC′OX時的一個很普通的條件。為簡單起見，還將假設有效遷移率是固定不變的。結果gm和gm／ID如圖8．8所示。這些結果可利用4.3節中的通用電荷薄層模型(對所有工作區都有效)來得到?？梢?，在強反型區gm近似為常數，這是從式(8.2.6a)或從圖4.20中虛線的斜率可預料到的結果(若允許遷移率是VGS的函數，則gm將先達到一個最大值，然后隨VGS盡增加而減小，對應于圖4.20中實線的斜率)。在弱反型區，可見gm／ID近似為常數，這是從式(8.2.35)可預料到的，并且也是ID與VDs成指數函數的結果。在中反型區，如圖中所見不論是gm還是gm／ID都不能認為近似為常數。但是忽略了中反型區的模型預料gm為常數的區域和gm／ID為常數的區域是緊挨于某一點的。很清楚，在圖8.8中，不存在這樣的點。因此，把這樣的模型用在模擬電路應用中，并且VGS的值若又接近于VT，則會導致嚴重的錯誤結果。

遺憾的是，目前還沒有在中反型區內的小信號電導的閉式表達式。因此，必須借助于下一小節中所討論的數值計算方法。

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