MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容特性分析

信息来源: 时间:2022-8-4

MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容特性分析

衬底-源结和衬底-漏结产生了小信号电容Cbse和Cbde。其中每个电容都是由结的“底壁”部分和“侧壁”部分引起的。需要作这一区分的原因是,在生产过程中,沟道区之外,表面附近的P型衬底的掺杂浓度需要提高,以形成“沟道阻断”区。因此,单位面积的侧壁电容大于单位面积的底壁电容(靠近表面处,典型情况下为2倍到10倍)。 MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容。Cbse和Cbde的底壁部分可用单位面积电容来表示(单位是fF/μm2)。另一方面,单位面积侧壁电容与深度有关,不是常数。因而为了准确计算,通常必须在整个侧壁上进行积分。引起复杂程度进一步增加的原因是;侧壁不是“平面”,但近似为园柱面。对于近似计算,常常可以采用单位长度的有效侧壁电容(单位是fF/μm2),只要把该电容乘以侧壁长度,就可得到总侧壁电容。在测量侧壁长度,不计与沟道接触的边,因为它不与沟道阻断区相邻。MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容。按照上面所述,若As和C´js。表示源底壁面积和单位面积电容,ιs和js表示源侧壁长度(图8.21b)和单位长度电容,则有

MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容

与此类似,如果对于漏,有对应量ADjdιDjd,则我们有

MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容

jj的值通常是在结的反偏电压(VSB和VDB)为零时所提供的。当反偏电压不为零时,通过假设一个如式(1.5.22)那样的函数关系,可以近似得到这些参数的新的值。

对于在CMOS芯片上的阱内器件,正如已经解释过的那样,必须考虑第三个结电容Cb´b对于这一电容,我们有

MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容

其中Aw和jw是阱的底壁面积和单位面积的电容,ιw是阱的侧壁长度(从上面看下去所见到的总周长),jw是阱的单位长度侧壁电容。

MOS晶体管非本征部分的小信号的结电容。

显然,若有多个晶体管构成的一组晶体管在同一阱内,则在该组晶体管的模型中,Cb´b只能计一次。


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