mosfet的阈值电压及电压输出特点解析

阈值电压

mosfet的阈值(zhi)(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)详解，什么(me)是(shi)阈值(zhi)(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)？阈值(zhi)(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya) (Threshold voltage):通(tong)常将传(chuan)输特(te)性曲线中(zhong)输出电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)随输入电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)改(gai)变而急剧变化转(zhuan)折(zhe)区的中(zhong)点(dian)对(dui)应的输入电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)称(cheng)为阈值(zhi)(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya).在(zai)描述不同的器件(jian)时(shi)具有不同的参数。如描述场发射的特(te)性时(shi)，电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)达到10mA时(shi)的电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)被称(cheng)为阈值(zhi)(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)。

如MOS管，当(dang)器(qi)件由耗尽向反型转(zhuan)变(bian)时(shi)，要经历(li)一个 Si 表面电(dian)(dian)(dian)子浓(nong)度等于(yu)空穴浓(nong)度的(de)(de)状态。此时(shi)器(qi) 件处于(yu)临界导通状态，器(qi)件的(de)(de)栅(zha)(zha)电(dian)(dian)(dian)压定义为阈(yu)值电(dian)(dian)(dian)压，它是MOSFET的(de)(de)重要参(can)数之一 [1]  。MOS管的(de)(de)阈(yu)值电(dian)(dian)(dian)压等于(yu)背栅(zha)(zha)（backgate）和源(yuan)极（source）接在一起时(shi)形成沟道（channel）需要的(de)(de)栅(zha)(zha)极（gate）对source偏置电(dian)(dian)(dian)压。如果栅(zha)(zha)极对源(yuan)极偏置电(dian)(dian)(dian)压小于(yu)阈(yu)值电(dian)(dian)(dian)压，就没有沟道。

mosfet的阈值电压输出特点解析

逻辑阈值电压

mosfet的(de)(de)(de)阈值电(dian)(dian)压(ya)，由于(yu)逻辑(ji)阈值电(dian)(dian)压(ya)是式(10.1)中的(de)(de)(de)-IDS与式(10.2)中的(de)(de)(de)IDS相等时的(de)(de)(de)电(dian)(dian)压(ya)，所以应用(yong)这个关(guan)系能够(gou)求得(de)Vin：

假如(ru)(ru)KN=Kp，即(ji)KN/KP=1，经过选择恰当的(de)(de)p沟MOS晶(jing)体(ti)管(guan)与(yu)n沟MOS晶(jing)体(ti)管(guan)的(de)(de)参数，可以完成｜VTP｜＝｜VTN｜，那么(me)作为反(fan)相器，当然就能够得到如(ru)(ru)下(xia)理(li)想的(de)(de)关系：

mosfet的(de)阈值电(dian)压，实践上，这样(yang)的(de)理想状态(tai)是不存在的(de)。在版图设计(ji)中，经过设计(ji)恰当(dang)的(de)p沟MOS晶体管与n沟MOS晶体管的(de)W/L比，尽可能使VTP与VTN相等，能够得到接近(jin)1/2VDD的(de)逻辑(ji)阈值电(dian)压。

CMOS反相器(qi)的(de)传输特性

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