第5讲 MOS管阈值电压和IV.ppt

第5讲 MOS管的理论公式
MOS管阈值电压的物理学定义
定义
使沟道中反型载流子浓度与衬底中多数载流子浓度相等时所需要的栅源电压定义为阈值电压。
推导阈值电压时的外部连接和内部状态
源漏区都接地,沟道刚刚产生,厚度忽略。
推导思路
如何使栅氧化层与半导体接触面的表面势与衬底材料的静电势大小相等,方向(符号)相反。
NMOS管的体(P型)的静电势为
使表面势为-Vfp(正数)需要施加的栅源电压即阈值电压。
推导阈值电压需考虑的各种因素
考虑接触电势差和表面附加电荷
体接源极(VSB=0)时的公式
VSB为0时的阈值电压公式
其中Vms是多晶硅栅与体之间的电势差
考虑体电位的阈值电压公式
完整公式如下
此公式对电路设计者的意义
阈值电压与温度有关。
阈值电压与体电位有关。
阈值电压与工艺偏差有关。
研究阈值电压与温度的关系的文件
*------ 例6: ST02工艺NMOS阈值电压分析------------
*------------------------------------------------
.option post=2 $输出波形文件
*------------------------------------------------
.option search="d:/hspice2011/libs" $指定库路径
*------------------------------------------------
.lib "" tt $指定模型库和入口
*------------------------------------------------
.temp 25 $指定环境温度
*------------------------------------------------
m1 nd ng ns nb mn w=20u l=
vg ng gnd 1
vd nd gnd 5
vs ns gnd 0
vb nb gnd 0
*------------------------------------------------
.print dc i1(m1) $记录m1第一个节点的电流
*------------------------------------------------
.dc vg 1 sweep temp -40 85 10
.print LV9(m1)
.end
阈值电压与温度的关系