分析N沟道MOS场效应管的阈值电压（）

N沟道MOS场效应管的阈值电压

实际MOS管与理想MOS管的差别在于，需要考虑氧化层中正电荷（单位面积）以及金属与半导体之间接触电势差，所带来的影响。

1、在硅与氧化层界面上始终存在着由于杂质沾污或缺陷所形成的正电荷，它相当于增加了栅极电压，实际上使阈值电压增加了一项负值-。

的大小与硅材料的晶面取向有关，其典型值如表1.2-1：

2、栅极材料和沟道区中衬底材料的接触电势差值对阈值电压VT的影响。

如果半导体的功函数大于金属的功函数，在允许交换电子的情况下，金属一边的电子将流向半导体一边，其作用与氧化层中的正电荷相仿，实际上使阈值电压增加了一项负值，其大小等于金属和硅之间的接触电势差。其值决定了栅极和衬底两种材料的费米势之差，即：

对于铝栅，（栅极）=0.6伏；而对于硅栅，（栅极）值随栅极掺杂及浓废不同而不同，现将资料[10]提供的数据，列表如1.2-2。

显然，n沟MOS管的实际阈值电压VT，可由理想MOS管的阈值电压VˊT，加上

得到，其关系式为：

式中，称为平带电压。上式既适用于增强型管，也适用于耗尽型管，对于增强型管，只要满足条件：

即，适当增加衬底浓度，减小氧化层中的正电荷Qss，便能做到，构成n沟增强型MOS管。如果氧化层中的正电荷Qss较大或衬腐浓度太小，有可能使，形成n沟耗尽型场效应管。

对于p沟MOS管的阈值电压VT，可写为：

若满足的条件，则得到P沟增强型管。如果，则得P沟耗尽型管。由上式可知，P沟耗尽型管是不易实现的。

由（1.2-12）、（1.2-14）式及表1.2-2可得铝栅和硅栅阈值电压表示式，列表1.2-3。

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