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时间:2021/5/10 阅读:12379 关键词:MOS场效应管
体效应
MOS场效应管衬底与源极相连即VBS=0,但源极与衬底的电位不相同。
MOS场效应管阈值电压,随源极与衬底间电位不同而发生变化,即体效应,也叫背栅效应。
从MOS管工作原理得,随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,栅极与衬底间电位差加大,耗尽层厚度增加,耗尽层内电荷量增加,阈值电压大
考虑体效应,阈值电压Vth为:
Vth0是VBS=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
栅与漏间电压差增大,实际反型沟道逐渐减小。
即L=VDS函数,此效应为沟道长度调制在饱和区
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下降至VTH,MOS场效应管突然关断
VGS≈VTH,存在“弱”的反型层,VGS<VTH,ID不是无限小,与VGS呈现指数关系即亚阈值导电。
VDS > 100mV效应公式表示
I0正比于W/L,VT=kT/q。
MOS场效应管工作在弱反型区,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。