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。

NMOS场效应管：衬底接电路最低电位GND ，VBS<0

PMOS场效应管：衬底接电路最高电位VDD，VBS>0

 

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。