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  6. MOS管亞閾值電壓介紹
    • 發布時間:2024-12-30 15:42:41
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    MOS管亞閾值電壓介紹
    我們知道經常會提及MOS管的閾值電壓,那亞閾值電壓大家是否熟知呢?簡單來說,柵極電壓低于閾值電壓,半導體表面僅僅只是‘弱反型’時,相應的漏極電流稱為亞閾值電流。這里提及一下:
    (弱反型,半導體表面的少數載流子濃度大于等于表面的多數載流子濃度,但遠小于體內的多數載流子濃度時的狀態。)
    在亞閾值區,對于漏極電流起決定作用的是載流子擴散而不是漂移。漏極電流可以用
    推導均勻摻雜基區的雙極晶體管集電極電流的方法導出,可得到:ID~eV-Vm)/NT
    即Ip和VG-VTH成指數關系。
    當 MOSFET 作為低電壓、小功率器件使用,例如用做數字邏輯電路開關或存儲器時,亞閾值區便特別重要。這是因為它描述了開關如何導通和截止。
    MOS管 亞閾值電壓
    那MOSFET中的閾值電壓是如何產生的?
    亞閾值區的產生是由于柵極電壓低于閾值電壓時,MOSFET的電子無法完全從源極流向漏極。在亞閾值區,仍然存在一些電子從源極流向漏極,但電流較小。這是因為在亞閾值區,MOSFET的通道形成受到了限制,無法完全打開。
    亞閾值區在 MOSFET 器件中的作用及優點
    1. 電流和功耗:在亞閾值區,漏極電流與柵源電壓之間呈指數關系,這使得器件在小信號輸入時具有較高的電流放大能力。同時它使器件在低功耗狀態下依舊具有一定的導電能力,降低了整體功耗。
    2.防噪聲:亞閾值區的存在使得器件在小信號輸入時具有較低的噪聲,提高了器件的噪聲性能。
    3. 可靠性和穩定性:亞閾值區降低器件的導通電阻,提高器件的導通能力和可靠性。同時,它可以減少由于溫度變化引起的器件性能波動,提高器件的穩定性。
    存在一定缺點
    速度較慢:亞閾值區的MOSFET由于電流較小,其開關速度較慢,可能導致響應時間較長。
    2.限制了電流增益:亞閾值區的MOSFET的電流增益較低,不適合需要較大電流的應用。
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