场效应晶体管MOSFE.ppt

源漏电压为零时的NFET垂直沟道的能带图和沿沟道的能带图,第七章MOSFET,一定偏压下NFET垂直沟道的能带图和沿沟道的能带图,半导体器件原理,南京大学,线性区的电流电压特性,阈值电压Vt,半导体器件原理,南京大学,饱和区的电流电压特性,体效应系数：,夹断和电流饱和,电流饱和效应的说明,电流饱和效应的进一步说明,沟道长度效应的定性解释,N沟MOSFET的低场迁移率随VGS的变化,简单模型和考虑载流子速度饱和模型计算的电流电压曲线,纵向电场对电流的影响相当于沟道长度变长,饱和电压随沟道长度的变化,饱和电压随沟道长度的减小而迅速减小,半导体器件原理,南京大学,亚阈值电流,第二项（反型层电荷密度Qi）远小于第一项（耗尽层电荷密度Qd）,半导体器件原理,南京大学,亚阈值摆幅：（漏电流变化10倍所对应的栅压变化）不大依赖于器件参数，微依赖于掺杂浓度,半导体器件原理,南京大学,半导体器件原理,南京大学,5.衬底偏压和温度对阈值电压的影响衬底的敏感（体效应）,半导体器件原理,南京大学,半导体器件原理,南京大学,反向衬底偏压加大了体耗尽区的宽度，提高了阈值电压。,半导体器件原理,南京大学,温度的影响：,（通常在1mV/K）,半导体器件原理,南京大学,阈值电压下降和亚阈值摆幅的退化MOSFET器件零栅压时的漏电流在100C是室温的30-50倍。,半导体器件原理,南京大学,例7.1说明大于阈值电压后,继续增加的栅压都增加在氧化层上,而不是在半导体上.P306,半导体器件原理,南京大学,例7.5估算x方向运动的沟道电子两次碰撞之间的时间tx,并与体硅中的平均自由时间进行比较.P322,半导体器件原理,南京大学,例7.9已知一个n沟MOSFET，源漏电压VDS=2V时，由于速度饱和效应，使得未饱和电流减小到原来的1/2，求L值。,半导体器件原理,南京大学,例8.2考虑一个两百万个晶体管的芯片，在给定时刻，有一半的晶体管处于关态，希望芯片的总关态亚阈值电流低于10uA，对于单个器件，阈值时的电流是1uA，亚阈值摆幅80mV/decade,计算最小电源电压VDD,输入栅压在0VDD之间变化。,半导体器件原理,南京大学,课堂练习1。7.3如图所示的晶体管，栅压要改变多少才能使衬底反型？阈值电压是多少？假设外加电压一半降在氧化层上，一半降在半导体上。如果图中的的晶体管处于热平衡态，那么这个器件是何种类型？,2。7.5对于一个用简并掺杂n型硅栅制作的NFET,如果希望不加栅压时就存在沟道，p型衬底的掺杂浓度是多少？假设内建电势差一半降在氧化层上，一半降在硅上，“沟道存在”的定义是硅表面反型层，即在Si/SiO2界面处的电子浓度等于p型硅体内的空穴浓度。所求出的掺杂浓度是形成耗尽型器件所需要的最小掺杂浓度，还是最大掺杂浓度？3。7.11一个增强型NFET，参数如表一所示(ulf=500cm2/VS,tox=4nm;Cox=8.6*10-7F/cm2)，阈值电压VT=1V,沟道长度1um，宽度5um，考虑速度饱和效应，vsat=5*106