问题总结-CMOS

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MOSFET问题集锦问题1:问题2:相近的尺寸下,为什么BJT的工作工作频率比CMOS的高,噪声低,从器件的角度分析.BJT工作频率比CMOS高是因为fT更大:BJT的fT=2uVt/2piWB*WB,CMOS的fT=1.5u(Vgs-Vth)/2piL*L,在相同工艺条件下,WB可以远小于L,所以BJT的fT比CMOS大.BJT噪声特性比CMOS更好是因为:BJT电流流动主要在体内(基区在体内),而CMOS的导电沟道在表面,所受散射更多,所以噪声更大.但是现在L可以做的越来越小了,工作频率达到或者超过BJT没有问题了。但是噪声可能还不如BJT。如果从电路的角度讲,ft~gm/C,gm越大,寄生电容越小,ft就越高。总的来说,现在一般大家都用CMOS了。问题3:带隙基准为什么叫带隙?带隙电压是指什么?当带隙基准温度系数为0的时候可以推出VREF=Eg/q+(4+m)VT,m=-1.5,这里这个T是常数,是VREF温度系数为零的那一点,假如设计带隙温度零点为常温300K,这时候VT是0.026V=26mV.硅的价带和禁带之间的宽度为常数Eg=1.12eV,VREF=1.12+2.5*0.026≈1.12=Eg/e,Eg/e占VREF电压的绝大部分,所以有带隙基准之名.问题4:MOSFET与BJT相比有何优点?问题5:场效应晶体管的分类问题6:MOS特性比较问题7:MOS阈值电压栅极上的电荷面密度为QM,半导体中的电荷面密度为Qs,反型层中的电荷面密度Qn,耗尽区中的电离受主电荷面密度QA问题8:氧化层厚度问题9:衬底费米势问题:耗尽区宽度和耗尽区电离杂志电荷面密度对于P衬底问题10:体效应问题11:离子注入对阈值电压的影响当注入的杂质与衬底类型相同时,阈值电压绝对值变大,反之阈值电压绝对值减小。离子注入形成的杂质分布一般是高斯分布。问题12:推导MOSFET直流方程时的假设问题13:沟道电子电荷面密度问题14:沟道长度调制效应(CLM)问题15:漏区静电场对沟道区的反馈作用问题16:亚阈值效应问题17:反型层的厚度,亚阈值漏电流问题18:亚阈值摆幅问题19:阈值电压的测量问题20:漏源击穿当漏源极电压VDS超过一定限度时,漏源极电流ID将迅速上升。这种现象称为漏源击穿,使ID迅速上升的漏源电压称为漏源击穿电压,极为BVDS。在MOSFET中产生漏源击穿的机理有两种:一是PN结的雪崩击穿,二是漏源两区的穿通。当源极与衬底相连时,漏源电压VDS对漏PN结是反向电压。当VDS增加到一定程度时漏PN结就会发生雪崩击穿。雪崩击穿电压的大小由衬底掺杂浓度和结深决定。但是在结深为1~3um的典型MOSFET中,漏源击穿电压BVDS的典型值只有25~40V,远低于PN结击穿电压的理论值。这是由于受到了由金属栅极引起的附加电场的影响。MOSFET的金属栅极一般覆盖了漏区边缘的一部分。如果金属栅极的电势低于漏区的电势,就会在漏区与金属栅极之间形成一个附加电场。这个附加电场使栅极下面漏PN结耗尽区中的电场增大,因而击穿首先发生在该处。MOSFET的这种雪崩击穿是表面的小面积击穿。应该指出,在MOS集成电路中,当N沟道MOSFET处于截止状态时,栅极电压为负值,这将使得BVDS有明显的降低。实验表明,当衬底的电阻率大于1Ω·cm时,BVDS就不再与衬底材料的掺杂浓度有关,而主要由栅极电压的特性、大小和栅氧化层的厚度决定。如果MOSFEt的沟道长度较短而衬底电阻率较高,则当VDS增加某一数值时,虽然漏区与衬底间尚未发生雪崩击穿,但漏PN结的耗尽区却已经扩展到与源区相连接了,这种现象称为漏源穿通。发生漏源穿通后,如果VDS继续增加,源PN结上会出现正偏,使电子从源区注入沟道。这些电子将被耗尽层区内的强电场扫入漏区,从而产生较大的漏极电流。使漏源两区发生穿通的漏源电压称为穿通电压,记为VpT。沟道长度越短,衬底电阻率越高,穿通电压就越低。源漏击穿电压是由漏PN结雪崩击穿电压和穿通电压两者中的较小者决定的。源漏穿通限制了MOSFET的沟道长度不能太短,否则会使BVDS降得太低。因此在设计MOSFET时必须对漏源穿通现象予以足够的重视。问题21:栅源击穿问题22:阈值电压的短沟道效应问题23:减小阈值电压短沟道效应的方法问题24:阈值电压的窄沟道效应问题25:VGS对迁移率的影响问题26:Vds对迁移率的影响问题27:迁移率的温度特性问题28:速度饱和的注意事项问题29:DIBL效应DIBL效应使的阈值电压减小,输出电阻减小问题30:热电子效应及应对措施问题31:短沟道器件的优点及潜在问题问题32:双扩散MOSFET问题33:SOS-MOSFET问题34:速度过冲效应问题35:问题36:问题37:

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