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  • MOS场效应管的体效应及沟道长度调制效应分析-竟业电子

       时间:2021/5/10       阅读:11683    关键词:MOS场效应管

     

    体效应

    MOS场效应衬底源极相连VBS=0,但源极衬底的电位不相同。

    NMOS场效应衬底接电路最低电位GND VBS<0

    PMOS场效应衬底接电路最高电位VDDVBS>0

     

    MOS场效应阈值电压,随源极衬底间电位不同而发生变化,即体效应,也叫背栅效应

     

    MOS管工作原理得,VGS上升衬底内部电子向衬底表面运动,并在衬底表面产生了耗尽层

     

    VGS上升=一定电压阈值电压

    栅极下衬底表面发生反型NMOS场效应管在源漏间开始导电。

    阈值电压值:与耗尽层电荷量有关

    耗尽层电荷量越多,阈值电压越高NMOS管开启越难

     

    VBS > 0栅极衬底间电位差加大耗尽层厚度增加,耗尽层内电荷量增加阈值电压

    考虑体效应,阈值电压Vth为:

    Vth0VBS=0阈值电压

    r=体效应系数

    VSB=源衬电势差。

    阈值电压变化会使模拟电路设计复杂化,因此体效应我们并不希望存在。

     

    沟道长度调制效应

    漏间电压差增大实际反型沟道逐渐减小

    L=VDS函数,此效应为沟道长度调制在饱和区

     

    MOS场效应管的体效应及沟道长度调制效应分析

    此现像得ID/VDS特性曲线在饱和区出现非零斜率源漏间电流源非理想。

    如下图所示

    MOS场效应管的体效应及沟道长度调制效应分析

    MOS场效应工作在饱和区要虑沟道长度调制效应,但是三极管区不存在。

     

     

    亚阈值导电性

    若:VGS下降VTHMOS场效应突然关断

    VGSVTH存在的反型层VGS<VTHID不是无限小VGS呈现指数关系亚阈值导电

     

    VDS > 100mV效应公式表示

    MOS场效应管的体效应及沟道长度调制效应分析

    I0正比于W/LVT=kT/q

    MOS场效应工作在弱反型区VGS>VTH器件工作在强反型区

    亚阈值导电会导致功率损耗增加。

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