2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻.pdfVIP

数字CMOS集成电路设计基础

2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻

2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻

沟道长度调制

增加V将使漏结的耗尽区加大，从而

DS

缩短了有效沟道的长度，长度L减小时

电流会增加。

L–ΔL(Vds)

2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻

λIds=Idsat*(1+λ(Vds-Vdsat))

（3.30）

一般来说，与沟长成反比，因为沟长较短时，漏结耗尽区占了沟道的较

大部分，沟道的调制效应也更加显著。

2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻

速度饱和

沿沟道的电场达到某一临界值时，载流子的速度将由于散射效应（即载流子间的碰撞）

c

而趋于饱和。短沟器件由于速度饱和而显示出范围更大的饱和区。

速度饱和效应对晶体管的工作有很大的影响。图中

所画出的速度与电场的关系可以用下式来近似：

（3.31）

2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻

速度饱和

用修正过的速度公式得到电阻工作区漏极电流的修正式：

（3.32）

其中，κ(V)因子考虑了速度饱和的程度，它的定义如下：

（3.33）

V/

ds

使饱和情况下漏端电流等于V=V式的电流为：

DSDSAT

（3.34）

饱和时的漏电压为：

（3.35）

2.1.3MOS晶体管饱和、亚阈值及等效电阻

再谈速度饱和

如果有以下假设就可以得到一个明显较为简单的模型：

1.速度饱和即刻发生在ξc，即它可以近似为以下的表达式：

（3.36）

2.达到临界电场且出现饱和速度时的漏源电压VDSAT是一个常数，并可以近似为