MOS场效应管的电容模型特点及详解分析

MOS管大信号模型（见图1.3-1b）中的五个电容，其和为结势垒电容，、和为栅极电容，这些MOS电容模型分布如图1.3-7a、b所示，下面分两种类型来讨论它们的模型。

1、pn结势会电容和

式中为零偏电压时单位底面积的结电容，AD为MOSFET漏区面积，AS为MOSFET源区面积，m为底面电容的梯度因子（一般取），为漏源区与衬底间的pn结接触电势差（一般取0.8伏），为零偏电压时单位周长的结电容，PD为漏区周长，PS为源区周长，mjsw为侧面电容的梯度因子（一般取）：Cj和Cjsw为待定的模型参数。

2、栅视电容和

图1.3-7a、b分别示出了MOS管的五个电容分布和MOS管的剖面结构图，图中Is为栅氧化层与源区的交叠长度，MOS电容模型，ID为栅氧化层与漏区的交叠长度，为栅源交叠电容，为栅漏交叠电容，C2为栅氧化层电容，C4为栅-衬底之间电容。

当MOSFET处于截止状态，即漏源之间的反型层沟道未形成时，栅极电容可分别表示为：

其中，截止时C4较大，故。

当MOSFET处于线性区时，漏源之间产生反型层沟道，并且沟道与衬底之间形成较厚的耗尽层，形成一个较小的耗尽层电容C4，此时栅极电容可表示为：

当MOSFET处于饱和区时，漏端夹断，沟道长度缩短。MOS电容模型。从沟道电荷分布考虑，相当于CGS增大，CGD减小，此时栅极电容可近似表示为：

上述棚极电容在不同工作区的近似值可由图1.3-8表示。

以上讨论了MOS管的五个电容，这些电容决定了MOS管的交流特性和瞬态特性。

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