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MOSFET
线性区(三极管区,(V_{DS} leq V_{GS} - V_{TH}))
[I_{D} = mu_{n} C_{ox} {W over L} [(V_{GS} - V_{TH}) V_{DS} - {1 over 2} V_{DS}^2]
]
(mu_{n} C_{ox}) 是一个常数,与工艺相关,单位 (A / V^2)
-
延伸 1
(mu_{n} C_{ox} = mu_{0}{epsilon_{ox} over t_{ox}})- (mu_{0}) 为载流子迁移率
- (epsilon_{ox}) 为 (SiO_{2}) 介电常数:(3.9 imes (8.85 imes 10^{-12}) F/m)
- (t_{ox}) 为栅氧厚度
-
延伸 2
(epsilon_{ox} = {epsilon_{0} imes epsilon_{r}})- (epsilon_{0}) 为真空绝对介电常数: (8.85 imes 10^{-12} F/m)
- (epsilon_{r}) 为 (SiO_{2}) 的相对介电常数值:(3.9)
在 (V_{DS} = V_{GS} - V_{TH}) 时,(I_{D}) 达到峰值:
[I_{D\_max} = {1 over 2} mu_{n} C_{ox} {W over L} (V_{GS} - V_{TH})^2
]
而当 (V_{DS} << 2(V_{GS} - V_{TH})) ,则({I / V})特性曲线会更加接近直线,不考虑 ({1 over 2} V_{DS}^2),则有:
[I_{D} = mu_{n} C_{ox} {W over L} (V_{GS} - V_{TH}) V_{DS}
]
此时称为深三极管区
,如一个可控的线性电阻,导通电阻为:
[R_{DS\_on} = {1 over mu_{n} C_{ox} {W over L} ( V_{GS} - V_{TH} )}
]
饱和区((V_{DS} > V_{GS} - V_{TH}))
饱和区
顾名思义 (I_{D}) 不再增大,但实际还是会增大的,只是 (I_{D}) 随着 (V_{DS}) 的变化会变得非常缓慢而相对恒定。
[I_{D} approx I_{D\_max} = {1 over 2} mu_{n} C_{ox} {W over L} (V_{GS} - V_{TH})^2
]
随着 (V_{DS}) 继续增大反型层
会在达到 Drain 端前终止,表现为 (L_{eff} < L)。