北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（模拟集成电路原理与设计）第二章 MOS器件物理基础

IV特性一推导I(Dscs v s p-substrate 0 x L vo○ p-substrate d,v Qa=WCor(VGs-ViH x)=WC以(s=(x)-Wm 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 16 I/V特性 —推导I(VDS,VGS ) Q d  WCox ( VGS  VTH ) Q d ( x )  WCox ( VGS  V ( x )  VTH ) I  Q d  v

IV特性一推导I(VDs,Vs =WCor[VaS-V(x)-VTH ]v Given v=ue and E(x) ID=wCo[VGS-V(x)= lu IDdx= WCoxlln[VGS-V(x)VTH]dv GS 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 17 I/V特性 —推导I(VDS,VGS ) ID   WCox [ VGS  V ( x )  VTH ] v IDdx x  0 L   WCoxn [ VGS  V( x )  VTH]dV V  0 VDS  Given v  E and E ( x )   dV ( x ) dx ID  WCox [ VGS  V ( x )  VTH ] n dV( x ) dx ID  n Cox W L [( VGS  VTH) VDS  1 2 VDS 2 ]

I特性—线性区 D=ACx[(Gs-Wm)-V2]过驱动电压 2 GS Triode Region GS3 极管区 ..VGS2 GS1: 欧姆区 线性区 v 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 18 I/V特性 —线性区 ] 2 1 [( ) 2 GS TH DS DS L W ID  n Cox V  V V  V ( VGS  VTH ) 过驱动电压 三极管区 欧姆区 线性区

IV特性当VDs<2(Vcs-Vm)时? ID=ACox"(VGs-VTH)VDS-VDS 2 ID= LuCox[(VGS-VTHVDS, VDS<<2(VGS-VTH 等效为一个线性电阻 GS] R Ln Cox(VGS-VTH) GS2 vc GS1 s D s 深三极管区 DS 在AIC设计中会用到 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 19 I/V特性 — 当 VDS<<2(VGS-VTH )时？ ID  n Cox W L [( VGS  VTH) VDS  1 2 VDS 2 ] ID  n Cox W L ( VGS  VTH ) VDS, VDS   2( VGS  VTH ) ( ) 1 GS TH L W n ox ON C V V R    等效为一个线性电阻 深三极管区 在AIC设计中会用到

IV特性一当 >Vcc-V时? Ib=Cmx[(as-m)J-m2]是否仍按抛物线 2 变化? Triode Region 公式不再适用 Vas VGs 推导时是针对反型 沟道区上的长度和 电压差进行积分 Ve 沟道区两端的电压 差不再等于V 保持为ⅤGsVm p-substrate 也会有变化 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 20 I/V特性 — 当 VDS>VGS-VTH时？ ] 2 1 [( ) 2 GS TH DS DS L W ID  n Cox V  V V  V 是否仍按抛物线 变化？ 沟道区两端的电压 差不再等于 VDS ， 保持为 VGS-VTH 公式不再适用 推导时是针对反型 沟道区上的长度和 电压差进行积分 L也会有变化