微電子器件第七章MOS場效應(yīng)晶體管

1、微 電 子 器 件 原 理第七章 MOS場效應(yīng)晶體管2第七章 MOS場效應(yīng)晶體管7.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理7.2 閾值電壓7.3 I-V特性和直流特性曲線7.4 頻率特性7.5 功率特性和功率MOSFET結(jié)構(gòu)7.6 開關(guān)特性7.7 擊穿特性7.8 溫度特性7.9 短溝道和窄溝道效應(yīng)37.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、MOSFET的基本結(jié)構(gòu)二、MOSFET的基本工作原理三、MOSFET的分類4一、MOSFET的基本結(jié)構(gòu)N溝道增強型MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理圖7-1 n溝MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖 5一、MOSFET的基本結(jié)構(gòu)7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作

2、原理67一、MOSFET的基本結(jié)構(gòu)7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理87.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理9二、MOSFET的基本工作原理MOSFET的基本工作原理是基于半導體的“表面場效應(yīng)” 當當VGS=0V時，漏源之間相當兩個背時，漏源之間相當兩個背靠背的二極管，在靠背的二極管，在D、S之間加上電壓不之間加上電壓不會在會在D、S間形成電流。間形成電流。 當柵極加有電壓當柵極加有電壓0VGSVT時，通過時，通過柵極和襯底間的電容作用，將靠近柵極下柵極和襯底間的電容作用，將靠近柵極下方的方的P型半導體中的空穴向下方排斥，出型半導體中的空穴向下方排斥，出現(xiàn)了一薄層負離子的耗盡層。耗盡層中的

3、現(xiàn)了一薄層負離子的耗盡層。耗盡層中的少子將向表層運動，但數(shù)量有限，不足以少子將向表層運動，但數(shù)量有限，不足以形成溝道，將漏極和源極溝通，所以不足形成溝道，將漏極和源極溝通，所以不足以形成漏極電流以形成漏極電流ID。7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理圖7-2 MOSFET的物理模型10二、MOSFET的基本工作原理7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理11二、MOSFET的基本工作原理柵源電壓對溝道的影響7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理12二、MOSFET的基本工作原理漏源電壓對溝道的影響7.1 MOSFET基本結(jié)構(gòu)和工作原理13三、MOSFET的分類類型n溝MOSFETp溝MOSFE

4、T耗盡型增強型耗盡型增強型襯底p型n型S、D區(qū)n+區(qū)p+區(qū)溝道載流子電子空穴VDS00IDS方向由DS由SD閾值電壓VT0VT0VT0，則則也應(yīng)減去相應(yīng)電壓也應(yīng)減去相應(yīng)電壓33347.2 MOSFET的閾值電壓二、影響MOSFET閾值電壓的諸因素分析1.偏置電壓的影響2.柵電容Cox3.功函數(shù)差ms4.襯底雜質(zhì)濃度的影響5.氧化膜中電荷的影響NA(ND)通過通過費米勢（以及功函數(shù)）費米勢（以及功函數(shù)）影響影響VTFoxBoxoxmsTCQCQVV 2maxiDFniAFpnNqkTnNqkTlnln 每每2個數(shù)量級約個數(shù)量級約0.1V(eV)影響不大影響不大真空真空E0EFMEcEvEFSEi

5、Ec(SiO2)Enm m oxc cc cs s csEE 0c c357.2 MOSFET的閾值電壓二、影響MOSFET閾值電壓的諸因素分析1.偏置電壓的影響2.柵電容Cox3.功函數(shù)差ms4.襯底雜質(zhì)濃度的影響5.氧化膜中電荷的影響NA(ND)通過通過場感應(yīng)結(jié)耗盡層空間電荷場感應(yīng)結(jié)耗盡層空間電荷影響影響VTFoxBoxoxmsTCQCQVV 2max210maxmax2sAdABVqNxqNQoxACNFqF ;20設(shè)體效應(yīng)系數(shù)體效應(yīng)系數(shù)msiABSFoxoxTnVnNqkTVyVCQVln2)(221 36msiABSFAoxoxoxTnVnNqkTVyVqNCCQVln2)(2212

6、10 襯底雜質(zhì)濃度越大，襯底雜質(zhì)濃度越大，其變化對其變化對VT的影響越的影響越大，是因為雜質(zhì)濃度大，是因為雜質(zhì)濃度越大，越不易達到表越大，越不易達到表面強反型。面強反型。同時可見：同時可見：tox通過通過Cox影響影響VT圖7-10 襯底雜質(zhì)濃度對閾值電壓的影響 37襯底反偏襯底反偏VBS通過通過NA(ND) 影響影響QBmax，從而改變從而改變VTmsiABSFAoxoxoxTnVnNqkTVyVqNCCQVln2)(221210 即不同的即不同的 NA下，下，VBS對對VT的影響也不同的影響也不同 1)22()2(21)2(2121max210210FBSFoxBFAoxBSFAoxTVC

7、QqNCVqNCV向負方向漂移（更負）增大，即隨對于向正方向漂移（更正）增大，即隨對于TpBSTpBTnBSTnBVVVQVVVQ, 0, 0MOS,溝p, 0, 0MOS,溝nmaxmax 越大下，）越大，同樣（增大；且增大，總之，TBSDATBSVVNNVV 38越大下，同樣）越大，（且增大；增大，總之，TBSDATBSVVNNVV 1.偏置電壓的影響2.柵電容Cox3.功函數(shù)差ms4.襯底雜質(zhì)濃度的影響5.氧化膜中電荷的影響圖7-11 襯底偏置電壓所產(chǎn)生的閾值 電壓漂移隨襯底濃度的變化 391.偏置電壓的影響2.柵電容Cox3.功函數(shù)差ms4.襯底雜質(zhì)濃度的影響5.氧化膜中電荷的影響iA

8、FnNqkTln imgmsnNqkTEqVln)2(1 c c210maxmax2sdBVqNxqNQ襯底雜質(zhì)濃度襯底雜質(zhì)濃度N可以通過可以通過F、Vms及及QBmax影響影響VT，其中影響其中影響最大者為最大者為QBmax，故現(xiàn)代故現(xiàn)代MOS工藝中常用離子注入技術(shù)調(diào)整工藝中常用離子注入技術(shù)調(diào)整溝道區(qū)局部溝道區(qū)局部N來調(diào)整來調(diào)整VToxsoxBTCqNCQVmax Ns為注入劑量綜上所述：綜上所述：407.2 MOSFET的閾值電壓二、影響MOSFET閾值電壓的諸因素分析1.偏置電壓的影響2.柵電容Cox3.功函數(shù)差ms4.襯底雜質(zhì)濃度的影響5.氧化膜中電荷的影響界面態(tài)電荷界面態(tài)電荷（界面陷

9、阱電荷）（界面陷阱電荷）半導體表面晶格周期中斷，存在“懸掛鍵”（高密度局部能級）。束縛電子帶負電荷，俘獲空穴則帶正電荷。這種由懸掛鍵引起的表面電子狀態(tài)稱為表面態(tài)，與SiO2交界，又稱界面態(tài)其帶電狀態(tài)與能帶彎曲有關(guān)，且有放電馳豫時間，應(yīng)盡量降低其密度圖7-12 SiO2-Si系統(tǒng)中的電荷41固定氧化物電荷固定氧化物電荷可動離子電荷可動離子電荷電離陷阱電荷電離陷阱電荷位于界面SiO2側(cè)20nm的區(qū)域內(nèi)，密度約1011cm-2，帶正電荷。一般認為是界面附近存在未充分氧化的Si離子過剩硅離子及氧空位特點：固定正電荷，不隨表面勢或能帶彎曲程度而變化 與硅摻雜濃度及類型無關(guān)，與SiO2膜厚度無關(guān) 與生長條

10、件（氧化速率）、退火條件和晶體取向有關(guān)起因于進入SiO2層中的Na+、K+、Li+等輕堿金屬離子及H+離子特點：室溫可動，溫度和電場作用可使之移動。X-射線、射線、高能/低能電子束等照射SiO2膜時產(chǎn)生電子-空穴對，若同時存在電場，則電場使電子-空穴分離，正柵壓的電場使部分電子移向柵極并泄放，多余空穴在未被硅側(cè)電子補償時積聚在界面附近形成正電荷層4243 上述4種電荷的作用統(tǒng)歸于Qox等效電荷 電荷本身與半導體表面的距離不同，對表面狀態(tài)的影響也不同。距離越近，影響越強。故等效為界面處的薄層電荷 由Vms、Qox及N的共同作用使器件呈增強型或耗盡型對n-MOS：Qox若較大，則易為耗盡型。欲得增

11、強型，需控制Qox，并適當提高襯底濃度對p-MOS：VT總是負值，易為增強型。欲得耗盡型，需采用特殊工藝或結(jié)構(gòu)，如制作p預(yù)反型層，或利用Al2O3膜的負電荷效應(yīng)，制作Al2O3 /SiO2復(fù)合柵等。44n當NA1015cm-3時， VT隨NA上升明顯，且逐漸由負變正n隨Qox增大，轉(zhuǎn)變點對應(yīng)的NA增大n當Qox1012cm-2時，即使NA1017cm-3，仍有VT0)，可以n提高襯底濃度NAn降低氧化層中電荷量Qox圖7-13 室溫下Al柵MOS結(jié)構(gòu)VT隨N、Qox變化的理論曲線（VBS = 0） 457.2 MOSFET的閾值電壓三、關(guān)于反型程度劃分的討論 在以前的討論中，以表面勢達到2倍費

12、米勢，即反型層載流子濃度等于體內(nèi)多子濃度為表面強反型的標志 實際上，MOS器件工作在不同的柵壓下，其反型程度和反型載流子濃度變化規(guī)律也不同圖7-6 表面電子濃度與表面勢的關(guān)系 4647kTVqikTqVpskTVqikTqVpssFsFsseneppenenn)(0)(0 MOS結(jié)構(gòu)中半導體表面電荷密度與表面勢的關(guān)系0000;2;0pspsFsissFspspssnppnVnpnVppnnV 反型：耗盡：平帶：48002*,2*)( 0* ：1BssFnBsFsFsFiFspnVQpnVEEV ，強反型很小但開始出現(xiàn)并，弱反型，能帶由平帶彎曲至，耗盡，劃分 ，強反型強反型開始中反型中反型開始弱

13、反型弱反型開始，耗盡：劃分sFFFsFFFsFFFsVqkTnqkTnqkTnVVV 2*2 ,22*2 ,2* 0*2HO MOLO圖7-14 耗盡層及反型層電荷及其總電荷 與表面勢的關(guān)系曲線49弱反型區(qū)弱反型區(qū)dVs/dVGB較大，較大，且近似為常數(shù)，而強反且近似為常數(shù)，而強反型時斜率變得很小，中型時斜率變得很小，中反型區(qū)過渡反型區(qū)過渡綜上所述：1、Vs=2F時，ns=pB0，但Qn很小，故在前述討論中忽略是合理的2、 Vs=2F時，Qn很小，以至在中反型區(qū)內(nèi)變化緩慢，其屏蔽作用 和xdmax的真正實現(xiàn)都有較大誤差。故當VGB較大時，假定Vs=2F進入強反型，才不會引入太大誤差。3、強反型

14、需要Qn的屏蔽作用，使xd xdmax。 Vs=2F時，ns=pB0是以所用襯底的濃度為標準，若NA很低，則ns也將很小，故是相對標準，不能保證屏蔽作用。圖7-15 表面勢與柵-襯底電壓的關(guān)系50soxGVVV圖7-16 單位面積反型層電荷與柵-襯底電壓的關(guān)系 517.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線一、MOSFET的電流-電壓特性三、MOSFET的特性曲線四、MOSFET的直流參數(shù)二、弱反型（亞閾值）區(qū)的伏安特性 527.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線一、MOSFET的電流-電壓特性目的：方法：獲得IDS隨VGS和VDS的變化關(guān)系，即),(DSGSDSVVfI )()(

15、)()()(2)()(2)()(),()(),(),(0yxqNyQyQyQyQVyVVCyQVyVCyQVdxWyxnqyQyxJyxndABBsnFBFGSoxsFBFoxsGSxnd 其中，可求得由形成電流在電場作用下，溝道中根據(jù)歐姆定律： BCoxGVFB53xnnp0y1y2y3ynxyzx, y, znnn0MOSFET溝道中載流子分布示意圖溝道中載流子分布示意圖JFET溝道中載流子分布示意圖溝道中載流子分布示意圖xyy1y2y354圖7-17 n溝MOSFET結(jié)構(gòu)(a)及電荷分布(b)示意圖55假設(shè)：1.源接觸電極與溝道源端之間、漏接觸電極與溝道漏端之間的壓降可忽略2.反型層中載

16、流子的遷移率n為常數(shù)3.溝道電流為漂移電流4.溝道與襯底之間的反向泄漏電流為零5.跨過氧化層而保持反型層電荷的沿 x 方向的電場分量Ex與溝道中使載流子沿溝道長度y方向運動的電場分量Ey無關(guān)，且 即滿足緩變溝道近似yExEyx 溝道電場y方向變化很小y方向電場也很小56計算：強反型情況下，離開源端y處，表面感應(yīng)總電荷面密度Qs(y)()()(yQyQyQBns 溝道電流ID沿溝道y方向產(chǎn)生壓降V(y)，此時表面勢FsyVyV 2)()( MOS結(jié)構(gòu)強反型所需柵壓FBsoxGSVyVyVV )()(其中oxoxoxsoxtyECyQyV )()()(故表面開始（已經(jīng)）強反型時2)()(2)()(

17、FBFGSoxsFBFoxsGSVyVVCyQVyVCyQV BCoxGVFB57此時，場感應(yīng)結(jié)耗盡層中（電離受主）電荷面密度2102)(2)()(FAdAByVqNyxqNyQ p-n結(jié)外加電壓p-n結(jié)接觸電勢差則)(2)()()()(maxTGSoxoxBFBFGSoxBsnVyVVCCQVyVVCyQyQyQ 說明強反型后，多余的VGS用于Qn(y)由歐姆定律dydVyxnqEqyxnEyxyxJnyny),()(,(),(),( 2)()(FBFGSoxsVyVVCyQ 58dydVyQWdxyxqndydVWdxWdydVyxnqdSyxJyIdxWdSdydVyxnqEqyxnEy

18、xyxJnnxnxnnnynydd)( ),(),(),()(),()(,(),(),(00 ）積分，則有對溝道橫截面積（ DSVTGSoxnLDSTGSoxnnDSTGSoxnnDSdVyVVVCWdyIdVyVVVCWdyyIdyIdydVyVVVCWyII00)()()()()( 21)(2DSDSTGSoxnDSVVVVLCWI n溝MOSFET基本I-V方程5921)(2DSDSTGSoxnDSVVVVLCWI 件結(jié)構(gòu)和材料的參數(shù)因子，是一個取決于器稱令 LCWoxn 21)(2DSDSTGSVVVV 近似線性關(guān)系與即時，當DSDSDSTGSDSTGSDSVIVVVIVVV,)()(

19、 因為，當VDS很小時，溝道壓降影響甚微，溝道中各處電子濃度近似相同，整個溝道近似為一個歐姆電阻，其阻值為：TGSnoxTGSDSDSVVWLtVVIVR 1)(10 60VDSDSI IDSDSV VGSGSV VGS GS IDsatVGS-VTIDsat非飽和區(qū)非飽和區(qū)近似線性關(guān)系與即時，當DSDSDSTGSDSTGSDSVIVVVIVVV,)()( 因為，當VDS很小時，溝道壓降影響甚微，溝道中各處電子濃度近似相同，整個溝道近似為一個歐姆電阻，上升變緩隨項增大，增大，隨著DSDSDSDSVIVV221* 因為VDS增大，溝道壓降V(y)由源到漏上升，使柵絕緣層上壓降由源到漏下降，反型層

20、逐漸減薄，QB增加，Qn減小oxoxBTGDDSGSnTGSDSVCyQVVVVLQVVV )(；0)(max）；（時，當 此時，溝道漏端反型層消失，溝道被夾斷（預(yù)夾斷），漏極電流達最大值Idsat稱飽和漏源電流2)(2TGSDsatVVI 溝道夾斷在y=L點時對應(yīng)的VDS=VGS-VT，稱為飽和漏源電壓VDsat=VDsat 夾斷點處保持V(y)=VDsat=VGS-VT的溝道壓降，并隨VDS的增加而向源端移動，夾斷點與溝道漏端之間形成夾斷區(qū));TDSGSGDTGSDSTGSDSVVVVVVVVVV 時，（當 增加的漏源電壓降落在夾斷區(qū)上，夾斷區(qū)電場增大，緩變溝道近似不再成立近似在飽和區(qū)以2

21、)(2TGSDSVVI 6162關(guān)于絕緣層中的電場Eox：在源端在源端y=0，tox兩側(cè)壓降兩側(cè)壓降Vox為為VGS(VT)，Eox由柵極指向源極由柵極指向源極隨隨y增大，增大，V(y)，tox兩側(cè)壓降為兩側(cè)壓降為VGS-V(y), Eox由柵極指向溝道區(qū)由柵極指向溝道區(qū)在夾斷點，在夾斷點，V(y)=VGS-VT(VDsat)， tox兩側(cè)壓降為兩側(cè)壓降為VT， Eox由柵極指向溝道區(qū)由柵極指向溝道區(qū)在夾斷點漏端側(cè)某處在夾斷點漏端側(cè)某處V(y)=VGS，Vox=0， Eox=0對于耗盡型對于耗盡型nMOSFET，VTVGS，則在夾斷點源端側(cè)有則在夾斷點源端側(cè)有Eox=0金屬柵極SiO2n+n+

22、y0LtoxSDGVGSVGSV(y)0VGSVGSVGSVGS-VTEox=0VDS63曾經(jīng)假設(shè)溝道載流子遷移率為常數(shù)實際上，由于Ex的散射，以及半導體表面存在更多的缺陷和其它散射中心，使溝道載流子遷移率比體內(nèi)的遷移率低得多另外，遷移率的變化與垂直方向場強Ex密切相關(guān)關(guān)于溝道中載流子遷移率關(guān)于溝道中載流子遷移率64亞閾值電流亞閾值電流 ：VGSVT時，器件處于弱反型狀態(tài)的漏極電流時，器件處于弱反型狀態(tài)的漏極電流從轉(zhuǎn)移特性曲線可以看出：強反型導電到亞閾值導電是連續(xù)過渡的。從轉(zhuǎn)移特性曲線可以看出：強反型導電到亞閾值導電是連續(xù)過渡的。亞閾值電流對器件的影響：亞閾值電流對器件的影響： 1.增大截止漏

23、極電流增大截止漏極電流 2.開關(guān)特性變壞（開關(guān)時間）開關(guān)特性變壞（開關(guān)時間） 3.增大動態(tài)功耗增大動態(tài)功耗 4.開關(guān)電路動態(tài)噪聲容限開關(guān)電路動態(tài)噪聲容限 5.動態(tài)電路結(jié)點電平的保持動態(tài)電路結(jié)點電平的保持 6.信號失真以及噪聲信號失真以及噪聲弱反型狀態(tài)：弱反型狀態(tài)：FSFV 2 7.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線二、弱反型（亞閾值）區(qū)的伏安特性 存在亞閾值電流，且與強反型電流規(guī)律不同。65 無論長溝或短溝無論長溝或短溝MOSFET，ID并不在并不在VGSVT時突然截止，時突然截止，VGSVT時仍有微（較）小電流從漏極流向源極，這個電流被稱為亞閾值電流或時仍有微（較）小電流從漏極流向源

24、極，這個電流被稱為亞閾值電流或次開啟電流，通常用次開啟電流，通常用IDsub表示。表示。 亞閾值導電與強反型導電的機構(gòu)不相同。亞閾值導電與強反型導電的機構(gòu)不相同。 強反型溝道電子的主要運動方式是漂移，強反型溝道電子的主要運動方式是漂移， 溝道電流的主要成分是漂溝道電流的主要成分是漂移流。移流。 而在亞閾值區(qū)，漏極電流仍然是電子電流，但是溝道電子的主要運而在亞閾值區(qū)，漏極電流仍然是電子電流，但是溝道電子的主要運動方式是擴散亞閾值電流的主要成分是擴散流。動方式是擴散亞閾值電流的主要成分是擴散流。 柵源電壓調(diào)變溝道區(qū)的表面勢，柵源電壓調(diào)變溝道區(qū)的表面勢，源區(qū)到溝道區(qū)之間源區(qū)到溝道區(qū)之間的電子勢壘高度

25、的電子勢壘高度依賴于溝道區(qū)表面勢。隨著柵極電位升高，表面勢數(shù)值增大，溝道區(qū)源依賴于溝道區(qū)表面勢。隨著柵極電位升高，表面勢數(shù)值增大，溝道區(qū)源端電子勢能降低，從源區(qū)到溝道區(qū)的電子勢壘高度因而下降，于是從源端電子勢能降低，從源區(qū)到溝道區(qū)的電子勢壘高度因而下降，于是從源 區(qū)就會向溝道區(qū)注入更多的電子，從而使亞閾值電流增大。區(qū)就會向溝道區(qū)注入更多的電子，從而使亞閾值電流增大。短溝道中的亞閾值導電與短溝道中的亞閾值導電與npn晶體管基區(qū)中的電流傳輸相似。晶體管基區(qū)中的電流傳輸相似。66670()d ( )( )(0)deeSSDSDSnnnnqVq VVnnpkTkTn yn LnIA qDA qDyLA

26、 qD nL(7-34)根據(jù)上述分析可得亞閾值漏極電流根據(jù)上述分析可得亞閾值漏極電流: 01 2220e1 ee1 e2SDSSDSqVqVnpkTkTDSSqVqVnikTkTASAqD nWkTIqELqWnkTLqqN VN (7-37)定義反型層內(nèi)電勢下降定義反型層內(nèi)電勢下降kT/q時的距離為有效溝道厚度，則近似有時的距離為有效溝道厚度，則近似有 在閾值電壓附近的弱反型區(qū)中，漏極電流隨表面勢在閾值電壓附近的弱反型區(qū)中，漏極電流隨表面勢VS的增大而以指的增大而以指數(shù)關(guān)系上升。對于漏源電壓數(shù)關(guān)系上升。對于漏源電壓VDS，當其大于約，當其大于約3kT/q時，其所在指數(shù)項迅時，其所在指數(shù)項迅速

27、減小而趨于零。即當漏源電壓超過速減小而趨于零。即當漏源電壓超過3kT/q以后，弱反型亞閾值漏極電流以后，弱反型亞閾值漏極電流幾乎與漏源電壓無關(guān)。幾乎與漏源電壓無關(guān)。 68圖7-19 長溝道MOSFET的亞閾值特性6 襯底偏置(VBS)影響閾值電壓。 當VGS VT時，亞閾值漏極電流確實是隨柵源電壓VGS的增大而呈指數(shù)規(guī)律上升，而且?guī)缀跖c漏源電壓無關(guān)。 697.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線三、MOSFET的特性曲線1、輸出特性曲線、輸出特性曲線非飽和區(qū)非飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)輸出特性曲線描繪IDSVDS(VGS)關(guān)系曲線分4個區(qū)：非飽和區(qū)：VDSVDsat,，IDSVDS近

28、似線性關(guān)系，可調(diào)電阻區(qū)飽和區(qū)：VDsatVDSBVDS，溝道漏端夾斷，IDS達飽和值IDsat截止區(qū)：半導體表面沒有強反型導電溝道，僅有反向漏電流擊穿區(qū)：反偏漏-襯結(jié)擊穿，IDS劇增70圖(a)是以襯底電位為參考點，以VGB為參量的輸出特性圖(b)是以源極電位為參考點，以VGS為參量的輸出特性由于參考電位的不同，圖(a)相當于圖(b)向右平移VSB，即VDB比VDS大VSB， VDB=VDS+VSB同時，VGB=VGS+VSB（左、右兩圖中對應(yīng)曲線的溝道導電狀況相同）襯底偏置（背柵）的作用襯底偏置（背柵）的作用71均以源極為參考電位時，隨襯底反偏增大，漏極電流減小均以源極為參考電位時，隨襯底反

29、偏增大，漏極電流減小 襯底反偏增大使半導體表面耗盡層加寬，電荷增加，反型溝道中襯底反偏增大使半導體表面耗盡層加寬，電荷增加，反型溝道中載流子（電荷）減少，導電能力減小載流子（電荷）減少，導電能力減小21)(2DSDSTGSoxnDSVVVVLCWI msiABSsAoxoxoxTnVnNqkTVyVVqNCCQVln2)(21210計算電流-電壓方程時僅考慮了V(y)的作用，未計入VBS圖7-21 不同VSB值下的MOSFET輸出特性曲線 727.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線三、MOSFET的特性曲線2、轉(zhuǎn)移特性曲線、轉(zhuǎn)移特性曲線 作為電壓控制器件，轉(zhuǎn)移作為電壓控制器件，轉(zhuǎn)移特性

30、表征柵源輸入電壓特性表征柵源輸入電壓VGS對對漏源輸出電流漏源輸出電流IDS的控制能力的控制能力 與與JFET一樣，一樣，MOSFET的轉(zhuǎn)移特性可從輸出特性曲的轉(zhuǎn)移特性可從輸出特性曲線族上得到線族上得到耗盡型MOSFET增強型MOSFET73耗盡型增強型P溝n溝P溝n溝電路符號電路符號轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性輸出特性輸出特性747.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線四、MOSFET的直流參數(shù)1、閾值電壓閾值電壓VTFoxBoxoxmsTCQCQVV 2maxiDoxdDoxoxmsTpiAoxdAoxoxmsTnnNqkTCxqNCQVVnNqkTCxqNCQVVln2ln2maxmaxiAB

31、SFAoxoxoxmsTnnNqkTVyVqNCCQVVln2)(221210對耗盡型器件，又稱對耗盡型器件，又稱夾斷電壓夾斷電壓；對增強型器件，又稱；對增強型器件，又稱開啟電壓開啟電壓它是通過它是通過VGS的變化，使導電溝道產(chǎn)生的變化，使導電溝道產(chǎn)生/消失的臨界電壓，是消失的臨界電壓，是VGS能夠：能夠：抵消金抵消金-半接觸電勢差半接觸電勢差補償氧化層中電荷補償氧化層中電荷建立耗盡層電荷（感應(yīng)建立耗盡層電荷（感應(yīng)結(jié)）結(jié)）提供反型的提供反型的2倍費米勢倍費米勢757.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線四、MOSFET的直流參數(shù)2、零柵壓、零柵壓漏源電流漏源電流IDSS定義：當定義：當V

32、GS=0時的飽和漏源電流。時的飽和漏源電流。對于對于耗盡型耗盡型MOSFET，VGS=0時已有導電溝道。時已有導電溝道。IDSS對應(yīng)于對應(yīng)于VGS=0時輸出特性曲線飽和區(qū)的電流值，或者轉(zhuǎn)移特性時輸出特性曲線飽和區(qū)的電流值，或者轉(zhuǎn)移特性曲線與縱軸的交點，故又稱曲線與縱軸的交點，故又稱飽和漏極電流飽和漏極電流（不同于（不同于IDsat） 。溝取負號溝取正號pnVLWtVLCWIVVLCWIIIToxToxnDSSTGSoxnDsatVDsatDSSGS 2022022)(2可見：可見：IDSS與原始溝道導電能力有關(guān)：寬長比、遷移率、原始溝道厚度與原始溝道導電能力有關(guān)：寬長比、遷移率、原始溝道厚度(

33、VTns)、Cox 767.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線四、MOSFET的直流參數(shù)3、導通電阻導通電阻 對于對于增強型增強型MOSFET，VGS=0時，源、漏之間為兩背靠背的時，源、漏之間為兩背靠背的p-n結(jié)，結(jié)，VDS作用下，作用下，VGS=0時的時的IDS為為截止漏電流截止漏電流。 實際上是實際上是p-n結(jié)的反向漏電流，對結(jié)的反向漏電流，對Si-p-n結(jié)主要是勢壘產(chǎn)生電流。結(jié)主要是勢壘產(chǎn)生電流。 工作在非飽和區(qū)的工作在非飽和區(qū)的MOSFET，當當VDSVGS-VT時，輸出特性是時，輸出特性是直線（線性區(qū)），溝道的導電能力相當于一個電阻（壓控電阻）。直線（線性區(qū)），溝道的導電能

34、力相當于一個電阻（壓控電阻）。定義：定義：VDS很小時，很小時，VDS與與IDS之比為導通電阻，記為之比為導通電阻，記為Ron.TGSnoxTGSDSDSonVVWLtVVIVR1)(10 DSononRRRR*777.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲線四、MOSFET的直流參數(shù)4、柵源直流輸入阻抗柵源直流輸入阻抗RGS5、最大耗散功率最大耗散功率PCM柵源直流絕緣電阻。取決于柵氧化層的絕緣電阻值。柵源直流絕緣電阻。取決于柵氧化層的絕緣電阻值。一般在一般在109以上。以上。MOSFET輸入阻抗遠高于輸入阻抗遠高于BJT和和JFETDSDSCVIP耗散功率耗散功率PC將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃渴蛊骷?/p>

35、溫，性能劣化。將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃渴蛊骷郎兀阅芰踊?。保證器件正常工作所允許的保證器件正常工作所允許的PC為為PCM，或稱最大功耗?；蚍Q最大功耗。MOSFET的耗散功率主要耗散在溝道區(qū)，特別是夾斷區(qū)。的耗散功率主要耗散在溝道區(qū)，特別是夾斷區(qū)。787980現(xiàn)象：現(xiàn)象：IDSS很大，超出設(shè)計要求，夾斷電壓高。很大，超出設(shè)計要求，夾斷電壓高。原因：襯底材料雜質(zhì)補償嚴重；柵絕緣層中正離子過多。原因：襯底材料雜質(zhì)補償嚴重；柵絕緣層中正離子過多。現(xiàn)象：夾不斷。還有點漏電。現(xiàn)象：夾不斷。還有點漏電。原因：柵極斷裂；局部溝道穿通；原因：柵極斷裂；局部溝道穿通；p-n結(jié)退化，漏電。結(jié)退化，漏電?，F(xiàn)象：漏源穿通，短路。

36、現(xiàn)象：漏源穿通，短路。原因：柵氧化層斷裂；擴散沾污使漏源短路；光刻針原因：柵氧化層斷裂；擴散沾污使漏源短路；光刻針孔孔 導致漏源經(jīng)鋁柵短路。導致漏源經(jīng)鋁柵短路。81現(xiàn)象：跨導小現(xiàn)象：跨導小原因：工藝原因造成漏、源串聯(lián)電阻過大；原因：工藝原因造成漏、源串聯(lián)電阻過大； 工藝原因造成表面遷移率嚴重下降。工藝原因造成表面遷移率嚴重下降?，F(xiàn)象：駝背，過渡區(qū)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象：駝背，過渡區(qū)出現(xiàn)塌陷原因：刻鋁電極時對版不準。原因：刻鋁電極時對版不準。現(xiàn)象：飽和特性不好，飽和區(qū)不夠平坦?，F(xiàn)象：飽和特性不好，飽和區(qū)不夠平坦。原因：襯底材料電阻率太高；原因：襯底材料電阻率太高； 工藝原因?qū)е聹系里@著變短。工藝原因?qū)е聹?/p>

37、道顯著變短。82現(xiàn)象：低擊穿，擊穿電壓低。現(xiàn)象：低擊穿，擊穿電壓低。原因：擴散時磷沾污，在漏結(jié)處出現(xiàn)合金點；原因：擴散時磷沾污，在漏結(jié)處出現(xiàn)合金點； 各種原因?qū)е聹系雷兌?，源漏勢壘穿通；各種原因?qū)е聹系雷兌?，源漏勢壘穿通?p-n結(jié)劣化，擊穿電壓下降。結(jié)劣化，擊穿電壓下降?，F(xiàn)象：尾巴現(xiàn)象：尾巴原因：源漏電極與源漏擴散區(qū)接觸不良，測試探針與原因：源漏電極與源漏擴散區(qū)接觸不良，測試探針與 電極接觸不良；源漏區(qū)摻雜濃度低；電極接觸不良；源漏區(qū)摻雜濃度低； 使使VDS經(jīng)一個接觸壓降后才起作用。經(jīng)一個接觸壓降后才起作用?，F(xiàn)象：現(xiàn)象： VGS0時，圖示儀顯示雙線。時，圖示儀顯示雙線。原因：襯底接地不良。原

38、因：襯底接地不良。83現(xiàn)象：現(xiàn)象：VGS0的曲線漂移的曲線漂移原因：可動離子沾污；磷硅玻璃中磷含量大；原因：可動離子沾污；磷硅玻璃中磷含量大；現(xiàn)象：柵電流大，柵源短路。現(xiàn)象：柵電流大，柵源短路。原因：柵氧化層針孔；柵氧化層破壞。原因：柵氧化層針孔；柵氧化層破壞。847.4 MOSFET頻率特性一、一、MOSFET的交流小信號參數(shù)的交流小信號參數(shù)二、二、MOSFET的交流小信號等效電路的交流小信號等效電路 三、MOSFET的頻率參數(shù)的頻率參數(shù) 1、跨導截止頻率、跨導截止頻率 2、截止頻率、截止頻率fT 3、最高振蕩頻率最高振蕩頻率fM 4、溝道渡越時間溝道渡越時間四、提高四、提高MOSFET頻率

39、性能的途徑頻率性能的途徑 1、提高遷移率、提高遷移率 2、縮短溝道長度、縮短溝道長度 3、減小寄生電容、減小寄生電容857.5 MOSFET頻率特性一、一、MOSFET的交流小信號參數(shù)的交流小信號參數(shù)+ - +- +SDGBVDS0VGS0VSB0IDnMOSFET的柵跨導的柵跨導gm(跨導）跨導）n小信號襯底跨導小信號襯底跨導gmbn小信號漏端電導小信號漏端電導gdsn電壓放大系數(shù)電壓放大系數(shù) VGSID+ID+ - +- +SDGBVDS0VGS0VSB0- +cVVGSDSmBSDSVIg ,nMOSFET的柵跨導的柵跨導gm(跨導）跨導）n小信號襯底跨導小信號襯底跨導gmbn小信號漏端

40、電導小信號漏端電導gdsn電壓放大系數(shù)電壓放大系數(shù) cVVBSDSmbGSDSVIg ,nMOSFET的柵跨導的柵跨導gm(跨導）跨導）n小信號襯底跨導小信號襯底跨導gmbn小信號漏端電導小信號漏端電導gdsn電壓放大系數(shù)電壓放大系數(shù) VBSID+ID+ - +- +SDGBVDS0VGS0VSB0- +cVVDSDSdsBSGSVIg ,nMOSFET的柵跨導的柵跨導gm(跨導）跨導）n小信號襯底跨導小信號襯底跨導gmbn小信號漏端電導小信號漏端電導gdsn電壓放大系數(shù)電壓放大系數(shù) VDSID+ID+ - +- +SDGBVDS0VGS0VSB0- +cIGSDSDSVV nMOSFET的柵

41、跨導的柵跨導gm(跨導）跨導）n小信號襯底跨導小信號襯底跨導gmbn小信號漏端電導小信號漏端電導gdsn電壓放大系數(shù)電壓放大系數(shù) VGSIDS=c+ - +- +SDGBVDS0VGS0VSB0- +VDS- +86MOSFET的柵跨導的柵跨導gm(跨導）跨導）cVVGSDSmBSDSVIg ,漏極電流微分增量與柵源電壓微分增量之比，表示柵源電壓VGS對漏極電流IDS的控制能力與JFET的跨導有相同的意義21)(2DSDSTGSDSVVVVI DSmVg 器件工作在非飽和區(qū)時，跨導gm僅隨漏極電壓VDS線性增大)()(2 2TGSmsTGSDsatVVgVVI 在飽和區(qū)中，跨導gms僅隨柵源電

42、壓VGS線性變化實際MOSFET中的附加串聯(lián)電阻導致跨導的實際值低于理論值。實際作用在溝道上的有效柵壓： 實際起作用的漏源電壓：SDGSGSRIVV)(DSDDSDSRRIVV SmmmsDSdlSmmmRgggRRgRggg 1;)(1*87 兩者溝道導電能力隨柵源電壓變化兩者溝道導電能力隨柵源電壓變化規(guī)律不同。在規(guī)律不同。在JFET中是中是VGS的平方根與的平方根與溝道厚度關(guān)系。溝道厚度關(guān)系。 兩者兩者VGS的范圍也不同。的范圍也不同。VDSIDSVGS=0VGS0MOSFETJFETJFET的線性關(guān)系而不同于因21DSnGSIQVMOSFET的跨導 RLWtCggoxoxmsm、：因子)

43、,()( 21)(2DSDSTGSDSVVVVI 非飽和區(qū)跨導與VGS、VDS有關(guān)飽和區(qū)跨導僅與VGS有關(guān)非飽和區(qū)跨導gm僅隨VDS線性增大飽和區(qū)，跨導gms僅隨VGS線性變化欲使欲使88小信號襯底跨導小信號襯底跨導gmbcVVBSDSmbGSDSVIg ,漏極電流微分增量與襯底偏置電壓微分增量之比，表示襯底偏置電壓VBS對漏極電流IDS的控制能力背柵：襯底偏置表面耗盡層厚度空間電荷面密度反型層 電荷密度溝道導電能力計及空間電荷（耗盡層）影響的I-V方程為：)2()2(3221)2(23232BSFBSFDSDSDSFFBGSDSVVVVVVVI與空間電荷有關(guān)項)2()2(221210BSFB

44、SFDSAnmbVVVLqNWgVDS構(gòu)成V(y)VBS構(gòu)成反偏按p-n結(jié)電壓-電荷規(guī)律)()()1()()()2(2212121002121210GSDGSDDSpmGSDGSDDSDnmVVVVVVGgVVVVVqNLWg89半導體器件物理與工藝美施敏p223)(2)()()()(maxTGSoxoxBFBFGSoxBsnVyVVCCQVyVVCyQyQyQ 21)(2DSDSTGSoxnDSVVVVLCWI理想結(jié)構(gòu)中忽略或歸入VT關(guān)于表面（場感應(yīng)結(jié)）耗盡層電荷關(guān)于表面勢Vs和2倍費米勢)2()2(3221)2(23232FFDSDSDSFGSDSVVVVI 2)(22)()(2)(2)(

45、)()()(00maxmaxFAFGSoxnFAdABBsnyVqNyVVCyQyVqNxqNyQyQyQyQ -VFB-VFBBSV BSV BSV BSV 半導體表面電勢和其特征值的關(guān)系半導體表面電勢和其特征值的關(guān)系90msiABSFAoxoxoxTnVnNqkTVyVqNCCQVln2)(221210 從從VT通式（通式（7-22）(y)帶入帶入dydVyVVVCWyIITGSoxnnDS)()( （7-52）dyydVVyVqNCyVVVCWIBSFAoxFFBGSoxnDS)()(2(21)(2210 從從y=0,V(0)=0到到y(tǒng)=L,V(L)=VDS積分，可得積分，可得)2()2

46、()2(3221)2(23232102BSFBSFDSoxADSDSFFBGSDSVVVCqNVVVVI 9169)-(7 )2()2(3221)2(23232BSFBSFDSDSDSFFBGSDSVVVVVVVI )2(23)2()2()2(3221)()2(23)2()2()2(3221)2(2)2(21232321022123232102210DSFBSFDSBSFoxADSDSTGSDSFBSFDSBSFoxADSDSoxFADSFFBGSVVVVCqNVVVVVVVVCqNVVCqNVVVQBmax11)-(6 )()(232232300GSDGSDDSDDSDVVVVVqNaVGI

47、張屏英晶體管原理P2579269)-(7 )2()2(3221)2(23232BSFBSFDSDSDSFFBGSDSVVVVVVVI )2(23)2()2()2(3221)()2(23)2()2()2(3221)2(2)2(21232321022123232102210DSFBSFDSBSFoxADSDSTGSDSFBSFDSBSFoxADSDSoxFADSFFBGSVVVVCqNVVVVVVVVCqNVVCqNVVVQBmax 第一項與（第一項與（7-54）相同，表示柵絕緣層電）相同，表示柵絕緣層電容控制的容控制的表面場效應(yīng)晶體管表面場效應(yīng)晶體管的電特性的電特性 第二項與（第二項與（6-11

48、）相似，表示溝道壓降和）相似，表示溝道壓降和襯底反偏作用下，場感應(yīng)結(jié)非平衡，耗盡襯底反偏作用下，場感應(yīng)結(jié)非平衡，耗盡層寬度隨之變化的電特性，即層寬度隨之變化的電特性，即JFET特性特性11)-(6 )()(232232300GSDGSDDSDDSDVVVVVqNaVGI 其中，其中，2FVD;VBSVGS 可看作理想可看作理想MOS與與JFET的并聯(lián)的并聯(lián)93小信號漏端電導小信號漏端電導gdscVVDSDSdsBSGSVIg ,漏極電流微分增量與漏源電壓微分增量之比，表示漏源電壓VDS對漏極電流IDS的控制能力)(21)(2DSTGSdsDSDSTGSDSVVVgVVVVI 得由 gds隨隨V

49、DS增大而線性減小，即由非飽和區(qū)向飽和區(qū)，增大而線性減小，即由非飽和區(qū)向飽和區(qū)，IDS隨隨VDS的變化趨緩，以至進入飽和區(qū)不再隨的變化趨緩，以至進入飽和區(qū)不再隨VDS變化變化 在線性區(qū)，即在線性區(qū)，即VDS很小，忽略后很小，忽略后msTGSdsldsgVVgg)( 且正是導通電阻的倒數(shù)。且正是導通電阻的倒數(shù)。TGSnoxTGSDSDSonVVWLtVVIVR1)(10 94電壓放大系數(shù)電壓放大系數(shù) cIGSDSDSVV 漏源電壓微分增量與柵源電壓微分增量之比，表示漏極電流IDS不變，漏源電壓VDS與柵源電壓VGS之間的相對變化關(guān)系dsmDSTGSDSDSDSTGSDSggVVVVVVVVI 零

50、，得取全微分，并令其等于由21)(20)(22dsDSTGSoxnDsatgVVVLWCI無關(guān)，得與由動態(tài)電阻無窮大，但實際動態(tài)電阻無窮大，但實際MOSFET的動態(tài)電阻都是有限值，因為：的動態(tài)電阻都是有限值，因為：1、溝道長度調(diào)制效應(yīng)、溝道長度調(diào)制效應(yīng) 2、漏區(qū)電場的靜電反饋效應(yīng)、漏區(qū)電場的靜電反饋效應(yīng)在飽和區(qū)95溝道長度調(diào)制效應(yīng)溝道長度調(diào)制效應(yīng)VDSVDsat后，夾斷點向源端移動，形成夾斷區(qū)，使溝道有效長度縮短后，夾斷點向源端移動，形成夾斷區(qū)，使溝道有效長度縮短2)(2TGSoxnDsatVVLWCIL減小，則減小，則IDsat增大，說明溝道長度減小，電阻減小。增大，說明溝道長度減小，電阻減

51、小。DSDsatDSDsatDsatDsatTGSeffoxnDsateffdVLdLLLIdVdIgLLIVVLWCILLL)()1 ()1 ()(22*12*帶入，得以為有限值為有限值96漏區(qū)電場的靜電反饋效應(yīng)漏區(qū)電場的靜電反饋效應(yīng) 發(fā)自漏區(qū)的電力線有部分終止在溝道載流子電荷上，發(fā)自漏區(qū)的電力線有部分終止在溝道載流子電荷上，導致隨漏源電壓增大，溝道電子密度增大，溝道電導導致隨漏源電壓增大，溝道電子密度增大，溝道電導增大，漏源電流不完全飽和。增大，漏源電流不完全飽和。 溝道較短，襯底溝道較短，襯底濃度較低時，漏濃度較低時，漏-襯襯結(jié)和溝結(jié)和溝-襯結(jié)的耗盡襯結(jié)的耗盡層隨層隨VDS很快擴展，很快

52、擴展，圖7-23 漏區(qū)電場靜電反饋效應(yīng)示意圖97二、二、MOSFET的交流小信號等效電路的交流小信號等效電路DSdBSmbGSmDSCVVDSDSBSCVVBSDSGSCVVGSDSDSVgVgVgVVIVVIVVIIBSGSDSGSBSDS )()()(,00 BSGSII SDGBgdDSI GSV BSV DSV GSmVg BSmbVg 98GSDBgsCgsCgdCgdCbsCbdCTCC本征部分本征部分MOSFET小信號參數(shù)小信號參數(shù)物理模型物理模型SGD0Ly溝道溝道SiO2襯底襯底MOSFET的R、C分布參數(shù)模型二、二、MOSFET的交流小信號等效電路的交流小信號等效電路99D

53、SdGSmDSDSdBSmbGSmDSdVgdVgdIVgVgVgI 襯底偏置不變 dsdgsmdugugi dDSDSidII dtduCdtduCigdgdgsgsg SGDgdCgdCgsCgsRgsCSRDRdsCgsmg dgMOSFET小信號參數(shù)小信號參數(shù)等效電路等效電路dtduCugugigdgddsdgsmd 1、柵極電位變化引起溝道電導變化、柵極電位變化引起溝道電導變化形成交變漏極電流形成交變漏極電流2、輸出交變電壓在漏導上形成電流、輸出交變電壓在漏導上形成電流3、柵極電壓變化對柵漏電容充放電、柵極電壓變化對柵漏電容充放電電流電流100SGDgdCgsC1SR2DRgdCgs

54、CgsRgsmg dgB1SR1gR4gR2gR3gR1DR1bR4bR2bR3bRgbCbsCdsCTCCTCCbdC較完整的較完整的MOSFET小信號等效電路小信號等效電路Cgs:柵源之間分布電柵源之間分布電容的等效電容容的等效電容Cgd:等效的柵漏電容等效的柵漏電容Rgs:對柵源電容充放對柵源電容充放電的等效溝道串聯(lián)電的等效溝道串聯(lián)電阻電阻(2/5Ron)Rs、Rd:源、漏區(qū)串源、漏區(qū)串聯(lián)電阻聯(lián)電阻CVGSchgsDSVQC CVGDchgdGSVQC CVVGSIgsGSDSVQC JFET101與與JFET比較：比較：（估算）飽和區(qū)線性區(qū)中g(shù)dgsgdgscVDSIgdcVVGSIg

55、sCCCCCCVQCVQCggGSGSDS2121JFET0;3221;MOSFETgdGgsGgdGgscVDSchgdcVGSchgsCCCCCCCVQCVQCGSDS飽和區(qū)線性區(qū)中1、Cgd定義相同，在線性區(qū)各為定義相同，在線性區(qū)各為CG(Cg)的一半的一半2、Cgs定義不同，定義不同，JFET為為CG的一半；的一半；MOSFET為為CG3、飽和區(qū)飽和區(qū)MOSFET：Cgs占大半，占大半，Cgd0oxGWLCC QI、Qch之與之與Cgs1027.4 MOSFET頻率特性三、MOSFET的頻率參數(shù) 1、跨導截止頻率、跨導截止頻率 2、截止頻率、截止頻率fT 3、最高振蕩頻率最高振蕩頻率f

56、M 4、溝道渡越時間溝道渡越時間t tCgsRgsRLrdsgmsug+-+-usuoug+-交流小信號等效電路交流小信號等效電路輸出特性及負載線輸出特性及負載線0 gdC飽和區(qū)輸入輸入輸出輸出+VDDRARBRLMOST線性放大器基本電路線性放大器基本電路103dsLdsLgmsogsgssgsgsgssgrRrRuguCRjuCjRCjuu 111gsuu 低頻時dsLdsLmssorRrRguu 低頻低頻電壓放大系數(shù))(msLsoLdsgRuuRr 低頻時，當)(飽和狀態(tài)，溝道夾斷，溝道電阻增大飽和狀態(tài)，溝道夾斷，溝道電阻增大CgsRgsRLrdsgmsug+-+-usuoug+-104

57、高頻時高頻時mgmsgsgsmsmsdsLdsLmsdsLdsLgsgsmssojgCRjggrRrRgrRrRCRjguu 11)()(1)(其中高頻高頻下飽和區(qū)跨導高頻下飽和區(qū)跨導msmsggsgsgggCRmm21)(,1 時，當被稱為跨導截止角頻率mg 21)(也下降為低頻值高頻souu的結(jié)果實際起作用的柵壓變化高頻分壓比的變化導致、也是的，充放電的延遲時間產(chǎn)生通過等效溝道電阻實際上是柵源電容gsgsgsgsgCRRCm 21)(41532)(1521LVVCVVCRTGSnGTGSgsgsgm oxGWLCC LCWoxn 1052、截止頻率、截止頻率fTCgsRgsRLrdsgms

58、ug+-+-usuoug+-gdCgsCdsCigid計算計算fT的等效電路（的等效電路（3個電容）個電容）定義：當輸入電流定義：當輸入電流ig與交流短路輸出電流與交流短路輸出電流id相等時對應(yīng)的頻率，記為相等時對應(yīng)的頻率，記為fT. 輸入回路中，輸入回路中，Cgs的的容抗隨容抗隨f的上升而減小，的上升而減小，使使ig上升，同時上升，同時ug下降，下降，gmug也下降。也下降。11gdsgsgssmsdgdgsgsgsgssgCjuCRjugiCjCRjCjCjui 21gdgsgsmsTCCCgf 取了一級近似取了一級近似10621gdgsgsmsTCCCgf 2)(432 LVVCgfCC

59、CTGSngsmsTgdgsgs 時，、當LWCVVgWLCCCoxnTGSmsoxGgs )(32322)(415LVVTGSngm 同，但本質(zhì)相同。不同，因為定義標準不相比，內(nèi)容相同，系數(shù)與gm跨導（截止角頻率）從電壓對電流的關(guān)系（電壓放大系數(shù)）定義標準跨導（截止角頻率）從電壓對電流的關(guān)系（電壓放大系數(shù)）定義標準截止頻率從電流對電流的關(guān)系定義標準，要計入截止頻率從電流對電流的關(guān)系定義標準，要計入3個電容個電容但是，它們都是但是，它們都是Cgs上電壓上電壓ug隨頻率的變化關(guān)系的反映，僅角度不同。隨頻率的變化關(guān)系的反映，僅角度不同。107寄生參數(shù)的影響：寄生參數(shù)的影響：3個電容個電容gsC并聯(lián)

60、在輸入端，對并聯(lián)在輸入端，對Cgs起分流作用，幫助起分流作用，幫助Cgs增大增大igdsC并聯(lián)在輸出端，對輸出電流起分流作用，并聯(lián)在輸出端，對輸出電流起分流作用，gmsug的一部分流過的一部分流過該電容，使該電容，使id減小減小數(shù)為放大器的電壓放大系其中soVuuA gdC連接在輸入、輸出端之間，使輸入電容為連接在輸入、輸出端之間，使輸入電容為)1 (gdVgsgsinCACCC 密勒效應(yīng)密勒效應(yīng)11, 0; 000 VVosVoLAAuuAuR故反相，與由于，實際放大器中)1 (1gdVsgsgssmsdCAjuCRjugi 此時)1 (21gdVgsgsmsTCACCgf 1083、最高振