知识点16:
同上篇一样,MOS管主要有3个工作区域:
截止区(Cut-off Region): <
,没有沟道形成,几乎没有电流。
线性区/三极管区(Triode Region): >
且
较小,沟道完整,电流随
线性增加。
饱和区(Saturation Region): >
且
≥
−
,沟道在漏极一端被“夹断”,电流基本不再随
增加而增加(但实际上会略有增加,这就是CLM:沟道长度调制效应Channel Length Modulation)。
MOS管饱和(夹断)
以NMOS为例,其工作在饱和区电流公式:
即电流主要由栅压决定,但同时会随漏压轻微增长。
组成部分为:
:漏极电流
:跨导参数。这是一个由制造工艺决定的常数,
=μp⋅Cox′。
- μp :空穴迁移率。
- Cox′:单位面积的栅氧层电容。
:宽长比,是电路设计者可以调整的核心尺寸参数。
- (
):过驱动电压,是栅电压超出阈值电压的部分,是驱动晶体管导通的有效电压。
- λ: 沟道长度调制参数,衡量CLM效应的强度。
:饱和区电压,通常等于
其中:公式的主体部分 就是理想饱和电流
。这说明电流主要由栅源电压
控制(平方关系)。
括号内的部分 [ )] 是一个修正因子。它说明了在
超过饱和电压
之后,漏极电流
并不会像理想情况那样完全平坦,而是会随着
的增大而轻微地、线性地增加。
因此在MOSFET的输出特性曲线图中( vs
),饱和区的曲线并非完全水平,而是有一个小小的上扬斜率。这个斜率就是由 λ 参数决定的。λ 越大,斜率越陡,CLM效应越明显。