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高度低温CMOS电路器件的温度特性解析
信息来源： 时间：2022-5-20
高度低温CMOS电路器件的温度特性解析
器件的温度特性
由实验可知，低温下NMOS和PMOS器件的跨导都大大增加，其根本原因在于迁移率的增加。图7.17是300K、77K和4.2K时实测NMOS的表观迁移率的结果比较。由图可见，温度的降低使迁移率增达4~5倍之多。
开启电压的绝对值随温度降低而增加，是因为在开启电压公式中表面反型的费米势项фF（或P）的绝对值随温度下降而增加，但由此造成的开启电压变化不是很大。例如，NMOS管在室温300K下VTH=0.6V，在液氦温度4.2K下增加到1.0V。因此，在设计低温CMOS电路时应使在室温下的开启电压低于正常懂，以使它在低温工作时达到正常值。
温度的降低对改善次开启漏电有很大的作用。因为次开启电流是由源区载流子热运动发射所致，因而温度的降低必然可以大大降低次开启漏电。在4.2K下的次开启漏电比室温下小百倍之多，这一实验已证明上述的分析。因此，在低温下，CMOS电路的可靠性大大提高。
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