MOSFET器件-亞閾值擺幅（STS)詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-06-19
亞閾值擺幅是衡量晶體管開啟與關(guān)斷狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換速率的性能指標(biāo)，它代表源漏電流變化十倍所需要柵電壓的變化量，又稱為S因子，S越小意味著開啟關(guān)斷速率ON/OFF越快。
亞閾值擺幅 (Subthrehold Swing)是指源漏電流IDS每升高一個(gè)數(shù)量級(jí)VGS的變化。即
根據(jù)亞閾值擺幅的定義和上式，我們可以有以下幾點(diǎn)思考，
1）我們希望亞閾值擺幅越小越好；器件在亞域區(qū)，即柵壓小于閾值電壓時(shí)，器件完全關(guān)斷，源漏電流為零。一到閾值電壓，晶體管迅速打開；所以最好電流相對(duì)于電壓變化是非常靈敏的，也就是很小的柵極電壓變化就可以引起電流一個(gè)數(shù)量級(jí)的變化。因此S小，反映了更好的柵控能力，小的亞閾值漏電流。
亞閾值擺幅影響因素：
1)溫度，溫度升高，亞閾值擺幅增大
2)柵氧化層電容增大，亞閾值擺幅減小；使用high k介質(zhì)，減小柵氧化層厚度，都可以使亞閾值擺幅減小。
3)Si耗盡層電容減小，亞閾值擺幅減小；使耗盡層寬度增大的因素，例如襯底濃度Na減小，襯底偏置電壓增大，會(huì)使亞閾值擺幅減小。
4)柵氧化層和襯底硅界面會(huì)存在一些界面缺陷，能存放電荷，這些缺陷的增加，相當(dāng)于疊加了一個(gè)電容，會(huì)使亞閾值擺幅增大。
5)溝道長度較小會(huì)使得柵控能力減弱，亞閾值擺幅增大。
6)柵電壓增大，隨著表面反型增強(qiáng)，柵對(duì)channel的控制能力就越弱，亞閾值擺幅增大。
襯偏效應(yīng)和柵電壓對(duì)亞域區(qū)性能的影響
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