三端MOS结构强反型区及其特性作用解析

三端MOS结构强反型

从图3.2可见，对于给定的VCB值，强反型定义为：

精确计算指出，虽然在深度强反型区内|Q´I|≥|Q´B|，但对于十分接近VGBH的VGB值，Q´I可大于或小于Q´B（Q´I应为|Q´I|，Q´B应为|Q´B|——译者），这取决于衬底的掺杂浓度和氧化层的厚度。决定三端结构在强反型时的真正特性的不是|Q´I|和|Q´B|值的相对大小，而是它们对ψs的斜率的大小；它们对。的斜率正是C´i和C´b。有人发现，在强反型区内，有

如在图3.2a中所见，在强反型区内，ψs随VGB的变化很小，故可假设被“钉扎”在一个略大于ΦH的值上。当VCB=0时，此值与二端结构的相应值一样大，在式（2.5.25）中用ΦB表示。由于这一被钉扎的值接近于，故此值大体上随ΦH与VcB的依赖关系而变。于是，根据式（3.4.3），在强反型区内，这一被钉扎的表面势可用下式来估算：

因而耗尽区宽度也可假设被“钉扎”在ιBm值上，与式（2.5.26）对应，此值可用下式给出：

根据式（3.2.5）和（3.4.17），耗尽区电荷被钉扎在下列值上：

正如3.3节中已说明过的，只对强反型情况而言，VCB可解释为反型层-衬底场感结的有效反向偏压。图3.1c中C和B两端之间的电势差的变化会引起反型层和体内之间电势差ψs的近似相等的变化，只要强反型得以维持。这就是为什么在强反型区内dψs/dVCB≈1的原因。dψs/dVCB≈1可以直接从式（3.4.17）得出，也可以从图3.4中曲线的强反型部分看出。

根据式（3.2.2）至（3.2.4）以及式（3.4.1）可得反型层电荷：

其中

VGBT（VCB）为G-B（栅-衬底）外推阈值电压，其含义已在图3.2d中说明。VGBT通过式（3.4.7）与G-C外推阈值电压^①VT（说明见同一图）相联系。因此有

上式可改写为：

式中VT0为VT在VCB=0时的值，用下式给出：

这里的VT0与二端结构的式（2.5.30）中所遇到的VT0当然是同一个量。

VT与VCB的关系曲线已包括在图3.5中。对于各种不同的γ值，由体效应引起的阈值电压增量VT-VT⁰与VCB的关系曲线示于图3.6^①。

把VGB=VGC+VCB和VGBT=VT+VCB代入式（3.4.20b），可得：

此式对应于图3.2d中曲线的直线部分。

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