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閾值電壓的計算公式分享-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2024-08-14 

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閾值電壓的計算公式分享-KIA MOS管


常見的閾值電壓計算公式:

MOSFET的閾值電壓: 對于金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET),其閾值電壓可以通過以下公式計算:

Vth = Vt0 + γ(√|2φF + Vsb| - √|2φF|)

其中,Vth為閾值電壓,Vt0為零偏電壓,γ為衰減系數,φF為內建電勢,Vsb為源極與基極之間的電壓。


BJT的閾值電壓: 對于雙極型晶體管(BJT),其閾值電壓可以通過以下公式計算:

Vth = Vbe_on - (KT/q) * ln(Ic/Is)

其中,Vth為閾值電壓,Vbe_on為基極-發射極的正向電壓,KT為玻爾茲曼常數乘以溫度,q為電子電荷,Ic為集電極電流,Is為發射極飽和電流。


NMOS管的閾值電壓公式

nmos晶體管的閾值電壓公式為Vt=Vt0-γ(2φF/Cox),其中Vt0為晶體管的基礎閾值電壓,γ為晶體管的偏置系數,φF為晶體管的反向偏置電勢,Cox為晶體管的歐姆容量。


閾值電壓怎么求

計算閾值電壓方法的過程:

閾值電壓,計算公式

方法A相對來說比較容易操作,在早期的閾值電壓測試中會經常用到,不過現在隨著工藝的先進,這種方法再夠精準無誤了,所以,方法B逐漸開始采用,但實際上JEDEC定義的不夠準確,它是把VDS忽略掉了。正確計算的方法如下,根據線性區的電流方程:

閾值電壓,計算公式

閾值電壓與哪些因素有關

一個特定的晶體管的閾值電壓和很多因素有關,包括backgate的摻雜,電介質的厚度,柵極材質和電介質中的過剩電荷。

1、背柵的摻雜

背柵(backgate)的摻雜是決定閾值電壓的主要因素。如果背柵摻雜

越重,它就越難反轉。要反轉就要更強的電場,閾值電壓就上升了。MOS管的背柵摻雜能通過在介電層表面下的稍微的implant來調整。


2、電介質

電介質在決定閾值電壓方面也起了重要作用。厚電介質由于比較厚而削弱了電場。所以厚電介質使閾值電壓上升,而薄電介質使閾值電壓下降。


3、柵極的物質成分

柵極(gate)的物質成分對閾值電壓也有所影響。如上所述,當GATE和BACKGATE短接時,電場就施加在gate oxide上。


4、介電層與柵極界面上過剩的電荷

GATE OXIDE或氧化物和硅表面之間界面上過剩的電荷也可能影響閾值電壓。這些電荷中可能有離子化的雜質原子,捕獲的載流子,或結構缺陷。電介質或它表面捕獲的電荷會影響電場并進一步影響閾值電壓。如果被捕獲的電子隨著時間,溫度或偏置電壓而變化,那么閾值電壓也會跟著變化。


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