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不同MOSFETI作区的栅源电容和栅漏电容的变化情况

发布时间:2013/7/29 20:57:42 访问次数:6053

    与MOSFET相关的主要电容是栅极与沟道之间的电容,PESD3V3L5UV但是由于沟道的准确长度随着源漏电压VDS的变化而变化(图2.18),因此电容值也随着VDS的变化而变化。例如,在三极管区,沟道长度为源极到漏极的距离(即绘图长度L,drawnlength),整体的栅极沟道电容在源极和漏极均匀分离,与沟道宽度W、绘图长度L和单位面积电容C‰成正比(。但是在饱和区,沟道长度缩短,沟道进一步向源极靠近,一部分沟道电容增加到有效栅源电容上,而栅漏电容。减小至仅为交叠容。在截止区,两个电容都非常小,近似等于它们各自的交叠电容。图2.21表示了在MOSFET整个工作状态下这些电容的变化。
    图2.21  不同MOSFETI作区的栅源电容和栅漏电容的变化情况

            
    MOSFET晶体管通常都要进行阈值电压注入的工序,以保证阈值电压在工艺角和温度角下限制在可接受的范围之内(如0.5~0.7V)。未进行阈值电压注入调整的器件称为自然或者本征( natural or native)晶体管。P-衬底上制造的自然NMOS晶体管的阈值电压近似为OV,自然PMOS器件阈值电压近似为-1.5V。
    为了区分自然器件与其他类型的器件,在电路图符号上进行区分很有帮助,通过图示在一定程度上说明它们各自的电学特性,但是差别要非常小。最基本的三端栅极电容耦合MOS晶体管的符号为衬底、增强型晶体管,这与P-衬底上的NMOS晶体管的情况相同[图2.18和图2.22(a)]。第四个背栅端[图2.22(b)]表示体极与衬底是隔离的,以图2. 20中所示的N-阱P型沟道器件为例进行说明。通常情况下,源极和漏极之间增加的虚线[图2.22(c)]表示在栅源电压为零时沟道仍有轻微反型,这与阈值电压接近于零的自然NMOS器件类似。类似地,源极和漏极之间增加的实线[图2.22(d)]表示在栅源电压为零的情况下存在强反型沟道,器件进行闽值电压调整的目的就是改变这种情况,这种晶体管称为耗尽型晶体管。另外,如果栅极的线更粗[图2.22(e)],表示栅极是在第二层的多晶硅条上(栅极和沟道之间存在更厚的栅氧化层),这对于要求高栅源击穿电压的情况非常有用。虽然不是很常用,但是改变漏极线条,可能表示漏极为轻掺杂,与N-阱中漏极的衬底NMOS晶体管相同,在要求高漏栅和漏源击穿电压的应用中非常有用。这些改变以及其他组合或者相反的表示也可以应用在PMOS晶体管中。

          

    与MOSFET相关的主要电容是栅极与沟道之间的电容,PESD3V3L5UV但是由于沟道的准确长度随着源漏电压VDS的变化而变化(图2.18),因此电容值也随着VDS的变化而变化。例如,在三极管区,沟道长度为源极到漏极的距离(即绘图长度L,drawnlength),整体的栅极沟道电容在源极和漏极均匀分离,与沟道宽度W、绘图长度L和单位面积电容C‰成正比(。但是在饱和区,沟道长度缩短,沟道进一步向源极靠近,一部分沟道电容增加到有效栅源电容上,而栅漏电容。减小至仅为交叠容。在截止区,两个电容都非常小,近似等于它们各自的交叠电容。图2.21表示了在MOSFET整个工作状态下这些电容的变化。
    图2.21  不同MOSFETI作区的栅源电容和栅漏电容的变化情况

            
    MOSFET晶体管通常都要进行阈值电压注入的工序,以保证阈值电压在工艺角和温度角下限制在可接受的范围之内(如0.5~0.7V)。未进行阈值电压注入调整的器件称为自然或者本征( natural or native)晶体管。P-衬底上制造的自然NMOS晶体管的阈值电压近似为OV,自然PMOS器件阈值电压近似为-1.5V。
    为了区分自然器件与其他类型的器件,在电路图符号上进行区分很有帮助,通过图示在一定程度上说明它们各自的电学特性,但是差别要非常小。最基本的三端栅极电容耦合MOS晶体管的符号为衬底、增强型晶体管,这与P-衬底上的NMOS晶体管的情况相同[图2.18和图2.22(a)]。第四个背栅端[图2.22(b)]表示体极与衬底是隔离的,以图2. 20中所示的N-阱P型沟道器件为例进行说明。通常情况下,源极和漏极之间增加的虚线[图2.22(c)]表示在栅源电压为零时沟道仍有轻微反型,这与阈值电压接近于零的自然NMOS器件类似。类似地,源极和漏极之间增加的实线[图2.22(d)]表示在栅源电压为零的情况下存在强反型沟道,器件进行闽值电压调整的目的就是改变这种情况,这种晶体管称为耗尽型晶体管。另外,如果栅极的线更粗[图2.22(e)],表示栅极是在第二层的多晶硅条上(栅极和沟道之间存在更厚的栅氧化层),这对于要求高栅源击穿电压的情况非常有用。虽然不是很常用,但是改变漏极线条,可能表示漏极为轻掺杂,与N-阱中漏极的衬底NMOS晶体管相同,在要求高漏栅和漏源击穿电压的应用中非常有用。这些改变以及其他组合或者相反的表示也可以应用在PMOS晶体管中。

          

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