比喻与理解：导通与关断th关闭（截止）Ps导通（反型）西安交通大学微电子学系27
2008-3-19 微电子学系 27 比喻与理解：导通与关断
比喻与理解：线性区与饱和区线性Vds2饱和西安交通大泽微电子学系28
2008-3-19 微电子学系 28 比喻与理解：线性区与饱和区
(2)体效应与阈值电压(定性分析)VoVDVB<0P型衬底OP型衬底耗尽区电荷随衬底电压的变化VBs为负电压，相当于界面与衬底之间加了一反向电压，这使耗尽区变厚，同时也使源/漏区与衬底的PN结的空间电荷区均变宽，因为这两个结的反向偏置电压值为VsB。在这种条件下，要吸引源、漏区的电子来产生导电层就必须在栅极加更高的正电压，即VT变大了。该效应也称为“衬偏效应”或“背栅效应"西安交通大浮微电子学系29
2008-3-19 微电子学系 29 (2)体效应与阈值电压 (定性分析) 耗尽区电荷随衬底电压的变化 VBS为负电压，相当于界面与衬底之间加了一反向电压，这使 耗尽区变厚，同时也使源/漏区与衬底的PN结的空间电荷区 均变宽，因为这两个结的反向偏置电压值为VSB。在这种条件 下，要吸引源、漏区的电子来产生导电层就必须在栅极加更 高的正电压，即VTH变大了。该效应也称为“衬偏效应”或“背栅 效应
(2)体效应与阈值电压(定量分析)OBo=/2qNsubs,2FQB=/2qNsubes(20,+VsB)从QBo变为QB0OVTH = ΦMS +2@使Vμ增加CoCoxQsOBoQBB-QBO=ΦMs +2ΦFCoxCoxCox=VTHo +(/20, +VsB - /20,为体效应系数。在器件模型中，表面势Φ=2Φ和均由工厂提供。010.5um工艺中：对NMOSSY=0.4V1/2;对PMOS =-0.4V1/2西安交通大学微电子学系30
2008-3-19 微电子学系 30 (2)体效应与阈值电压(定量分析) 0 2 2 Q qN B sub si F = Φ ε 2 (2 ) Q qN V B sub si F SB = Φ+ ε 2 B ss TH MS F ox ox Q Q V C C =Φ + Φ + − 0 0 2 B ss B B MS F ox ox ox Q Q QQ CC C − =Φ + Φ + − + = + Φ+ − Φ V V TH F SB F 0 γ ( 2 2 ) 1 2 si A ox q N C γ ε = γ为体效应系数。在器件模型中， 表面势Φ＝2ΦF和 γ均由工厂提供。 0.5um工艺中：对NMOS γ =0.4V1/2；对PMOS γ =-0.4V1/2 从QB0变为QB， 使VTH增加
(3)亚阈值导电性SubthresholdConduction当Vps>200mv时 I,=I。exp(kT/q平方律logi指数关系喜VTHVGS80mVMOS亚阈值(也称为弱反型区)模型西安交通大学微电子学系31
2008-3-19 微电子学系 31 (3)亚阈值导电性Subthreshold Conduction MOS亚阈值(也称为弱反型区 )模型 0 exp( ) / GS D V I I ζ kT q 当VDS>200mv时 =