MOSFET工作于弱反型/亞閾值的問(wèn)題、特性分析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-09-29
當 MOSFET 的 Vgs 接近其閾值電壓 Vth 時(shí)，MOS 管工作在弱反型（或亞閾值區），在結構上類(lèi)似于兩個(gè)背靠背的二極管相連。
這樣我們分析時(shí),可將其看成橫向的BJT的結構,與一般的BJT不同的是,這里的基極電壓是柵電壓在柵電容和耗盡層電容之間的分壓。
通過(guò)這樣的分析方法，可以得到MOSFET工作于亞閾值區時(shí)的電流方程:
注意當VDS>3*Vt時(shí),上式中的最后項可近似為1 ,這樣整個(gè)電流Ids可認為不受Vds影響，可以像工作于飽和區一樣當成電流源。
只是這里對Vds的要求不再是Vds> Vgs-Vth,而是一個(gè)恒定的值。
MOSFET在亞閾值區工作時(shí),雖然小電流使得跨導gm較小,但是其跨導效率gm/Id是最大的。
從前面的電流方程,我們可以看到其跨導效率為:
一般由經(jīng)驗n=1.5 ,室溫下VT為26mV ,這樣Vov= 78mV ,我們將其認為是強反型到弱反型的轉折點(diǎn),這一中間部分也稱(chēng)為中等程度反型, 一如下面圖中所示：
通常在書(shū)上談到，亞閾值一般只能在低速下應用，簡(jiǎn)單的考慮是此時(shí) MOSFET 的小電流和大 Cgs 的影響，我們也可由 MOSFET 的特征頻率 ft 的角度來(lái)考慮，
一般 ft 隨著(zhù)過(guò)驅動(dòng)電壓 Vov (Vgs-Vth) 的減小而減小，即在亞閾值區間，ft 值較小, MOSFET 速度受限。
另一個(gè)問(wèn)題是,由于Vth在指數項中,閾值電壓的失配會(huì )導致輸出電流有較大的失配。
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