gm=
?iD?vGSVDS=2Kn'(v-v)=2Kn'(GSTWL)ID【Kn'=?nCox】
⑤阈值电压:
在正常情况下,栅电压产生的电场控制着源漏间沟道区内载流子的产生。使沟道区源端强反型时的栅源电压称为MOS管的阈值电压。NMOS的阈值电压用VTn表示, PMOS的阈值电压用VTp表示。 MOSFET阈值电压表达式: NMOS:
VTn??Vms?Q0Cox?2?f?QbmaxCox?f?KBTqln(NBni)
Qbmax??qNBxdamx??2?0?siqNB(2?f?VSB)VSB?0 PMOS:
VTp??Vms?Q0Cox?2?f?QbmaxCox?f?KBTqln(NBni)Qbmax?qNBxdamx?2?0?siqNB(2?f?VBS)VBS?02)Sah方程:
对于N型:
对于P型:
ID??12KP'
【Kn'=?nCox】
WL(VGS?VTP)(1??vDS)
2
3)输出特性曲线:
(1)
增强型输出特性曲线
①可变电阻区(非饱和区)
此时,V<V-V时,IDS?DS
GS
T
?nWCOXL???VGS?VT?VDS??随着VDS 增加,从源到
漏的压差变大,沟道厚度逐渐变薄,相当于沟道电阻增大,IDS 随VDS 增大而增大,且刚开始时,从源到漏的压差可忽略,为线性关系;之后源漏电压不可忽略,IDS 随VDS 增大而增大的速度变慢。
线性关系时的沟道电阻为
R?VDSIDS?1L?tox??VGS?VT???nW??0VGS?VT?1
②放大区(饱和区)
此时V≥V-V时,V高于V-V的电压将降落在耗尽层,使漏端耗尽
DS
GS
T
DS
GS
T
区展宽,夹断点向源端有移动沟道长度略微减小,使得IDS 随VDS 增大而增大而略有增加,但总的来说 IDS 基本上不随VDS 变化而变化,故称作饱和区,此时:
IDS??nWCOX2L?VGS?VT?
2
本次设计就要求所有的MOSFET管工作在饱和区
此时0 GS T ③截止区 电载流子浓度低,漏源电流很小,主要是PN节的反向电流,故称为截止区。所有工作的管子应避免进入截至区。 4)MOSFET输入特性曲线: a) EMOS b)DMOS ?nWCox?12?IDS?V?VV?VDS????GSTDS L2?? ?WC2 IDsat?nox?VGS?VT?2L 2.5MOSFET交流小信号等效电路 (1)电流方程 D G S RL VDS VGS ig?CgsdVgsdt?CgddVdsdtid?gmVgs?gdVds(2)本征等效电路 (3)实际等效电路 RS:源极串联电阻 RD:漏极串联电阻 Cgs:栅源寄生电容 Cgd:栅漏寄生电容 CDS:漏极和衬底之间寄生电容 Cgst?Cgs?CgsCgdt?Cgd?Cgd''
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