MOS晶体管短沟道和窄沟道效应特性作用

在前一章中，我们假设所考虑的晶体管有一个足够长而宽的沟道，因此沿着沟道四边的“边缘”效应可以忽略。这就允许我们假设场强线处处垂直表面（即它们只有沿方向的分量），并用缓变沟道近似对晶体管进行所谓一维分析。基于这样一些假设所导出的公式不能充分地表征短沟道或窄沟道器件。如果沟道较短（即L比源和漏的耗尽区宽度之和大不太多），则有相当一部分场强线同时具有沿y和沿x两个方向的分量，后者就是沿沟道长度方向的分量。因此就需要用二维分析方法。若沟道不是短，而是窄（即W比栅下耗尽区的深度大不太多），则有相当一部分场强线具有沿y和沿z两个方向的分量，后者是沿沟道宽度方向的分量。因而这时也必须用二维分析方法。若沟道既短又窄，则在一般情况下，场强线将有沿x、y和z三个方向的分量，此时就需要用三维分析方法了。

二维和三维分析可借助于计算机用数值方法来进行。然而，这样一些分析虽然精确，但不能提供一个能用于有效计算的简单模型。因此许多分析计算还是靠使用经验近似和半经验方法加以简化这一途径来完成的。在作简化时，通常把复杂的二维或三维现象分解为简单的，彼此独立的一些现象，并且每次只研究其中的一个现象。然后作了许多简化的假设（这些假设有时还难于严格证明），并导出了一些相对简单的关系式。这类技术的特点是常常试图保持长沟道和宽沟道器件的I-V特性的一般形式，但对它们作某些修正，以“推广”这些关系式，使之适用于短沟道和（或）窄沟道的情况。检验这些经验方法正确与否的标准是看它们在模拟实验所观察到的特性方面是否成功。虽然这些方法中的有些方法不够严密和完美，但是当更精确的分析工作不能给出计算效率高的模型时，它们往往是很有用的。本章中将要介绍一些有代表性的半经验建模方法的例子，它们多半被限定用在强反型区。

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