MOS场效应亚阈值效应基本特性及详解

MOS场效应亚阈值效应

亚阈值效应又称为弱反型效应。到目前为止，我们均假定当加在MOS管棚极上的电压超过阈值电压时，表面反型，沟道立即形成，这称为强反型近似。采用强反型近似模型计算阈值电压时，半导体表面势ф 等于费米势ф 1的二倍（ф=2ф 1）。根据强反型近似模型，漏源输出电流ID与VGS的关系如图1.4-4中的实线所示。实际上，弱反型区产生了电流ID，即当ф=2ф 1（VGS>VT）时，已经开始导电了，这就称为亚阈值效应或弱反型效应。

图1.4-4中的虚线（曲线）反映了经典的强反型近似模型与弱反型模型之间的关系。弱反型模型认为VGS<VT时，导电已开始，而且漏源电导ID与VGS的关系是指数关系。MOS场效应亚阈值效应。当ID随VGS指数增加直到与描述强反型模型的实线交于某点（该点所对应的电压为）.这意味着当时，ID与VGS是指数关系；而当时，则呈线性关系，考虑弱反型效应后，可以定义一个开启电压.其值为

式中nL为弱反型开启电压的修正系数，约1.5～3。

考虑弱反型效应后，当时，漏源电流方程为（详细推导见参考文献[35]）

式中

a为短沟道效应的修正系数。这表示弱反型时漏源电流ID随VGS作指数变化。

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