MOS场效应晶体管的沟道长度调制效应分析及其特征

如前所述，在外加漏极电压超过夹断电压之后，在沟道末端漏极扩散区附近形成-耗尽区，而且随VD的增加该耗尽区向源极扩散区扩展。只要漏-源间距远大于漏耗尽区宽度，沟道导电部分长度总的减少是十分微小的，而且在一级近似范围内，饱和漏电流等于常数，且与漏电压无关。然而，当漏-源间距减小到可与给定漏电压下漏极耗尽区宽度相比拟时，有效沟道长度随VD增加而引起的减小就不能忽略了。随着沟道导电部分有效长度的减小，其电阻也将减小。MOS管沟道长度调制效应。因此，观测夹断点以上的漏电流将随漏电压的增加而增加。这样，就观测不到完全的电流饱和。这种情形可用图4.7中典型的小漏源间距n沟道MOS场效应晶体管的电特性来加以说明。图中所见到的这个器件的不完全饱和电流，几乎完全是耗尽区扩展对有效沟道长度调制的结果。

在以上述机理为主导时，通过考察作为外加漏-源电压函数的漏极耗尽区的扩展来研究夹断点以上的漏极电流特性。

参见图4.8所示的n沟道MOS场效应晶体管截面图，如果用L表示漏-源间距，ΔL表示沟道漏端附近的耗尽区宽度，那末在漏电压时，漏极电流可以由下式给出

式中为一级近似理论所算出的在完全饱和条件下的漏极电流。接近硅表面的沟道漏端的耗尽区宽度是漏电压的函数，同时也显著地受选加栅电极存在的影响²。ΔL也将与外加栅电压、绝缘栅氧化物厚度以及氧化物-硅界面单位面积固定正电荷密度Qss有关。MOS管沟道长度调制效应。然而，如果忽略这些影响，并假定漏-衬结是突变的，那末从简单p-n结理论出发，以电压施加于耗尽区，则ΔL近似等于

饱和漏电流区的电导可以定义为

同理，漏饱和电阻则可定义为

结合（4.43）和（4.45）得到

将（4.44）代入（4.47），微分后得到如下的饱和漏电流区电导表达式：

式中常数Ks定义为

而由（4.26）给出。值得注意的是

于是可以表成

式中的一般形式由（4.40）给出。方程（4.51）不难整理成

从（4.52）不难看出，当MOS场效晶体管的漏-源间距作得较小以致可与ΔL相比拟时，整个沟道长度受到漏耗尽区扩展而调制的部分将大为增加；所以漏极饱和电阻迅速减小。

联系方式：邹先生

联系电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地址：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1

请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号

请“关注”官方微信公众号:提供  MOS管  技术帮助