MOS管电路阈值电压附近的特性解析

信息来源: 时间:2021-3-29

MOS管电路阈值电压附近的特性解析

沟道电流由夹断状态转变为导通状态的阈值附近的特性,对于后面所讲的互补型MOS电路非常重要,所以在这里略加说明。

由式(1.23)可知,如设栅电压在硅表面感生的电荷面密度为Qs(ψs),若忽略衬底所含杂质离子产生的电荷,则有

MOS管电路阈值电压

用此式可定义三个阈值电压VFB、V1和VT。VFB为平带电压(flat band υoltage),是使ψs=0时的栅电压,因ψs=0时Qs(0)=0,故VFB可简单地写作

MOS管电路阈值电压

V1是使硅表面恰好处于本征状态时的栅电压,将ψb记作硅衬底内部的费米势,则V1可通过ψs=ψb求得,称为本征电压(intrin-sic υoltage)。VT就是常说的阈值电压(threshold υoltage),是ψs=ψb即感生的少数载流子密度等于衬底内多数载流子密度时的栅电压。此时硅表面形成通常所谓的反型层,产生沟道,开始有电流流通。

当栅电压处于VFB和V1之间时,因为在硅表面形成耗尽层,可以认为漏-源之间几乎没有电流流通,但当栅电压处于V1和VT之间时,由于在硅表面感生一些少数载流子,虽然数量很小,但漏-源之间还是有电流流通,这一点必须注意。

这种电流是在普通定义的阈值电压以下的栅电压下流通,也往往称为漏泄电流。在实际器件中,除这种原因产生的漏泄电流外,还有漏PN结处漏泄的电流。

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