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词条 亚阈值摆幅
释义

亚阈值摆幅(Subthreshold swing), 又称为S因子。这是MOSFET在亚阈状态工作时、用作为逻辑开关时的一个重要参数,它定义为:

S = dVgs / d(log10 Id),单位是[mV/dec]。S在数值上就等于为使漏极电流Id变化一个数量级时所需要的栅极电压增量ΔVgs,注意S是从Vg-Id曲线上的最大斜率处提取出来的。表示着Id~Vgs关系曲线的上升率。

S值与器件结构和温度等有关:衬底反向偏压将使表面耗尽层电容CD减小,则S值减小;界面陷阱的存在将增加一个与CD并联的陷阱容,使S值增大;温度升高时,S值也将增大。为了提高MOSFET的亚阈区工作速度,就要求S值越小越好,为此应当对MOSFET加上一定的衬偏电压和减小界面陷阱。

室温条件下(T=300k),MOS型器件S的理论最小值为log(10)*KT/q=59.6mV/dec≈60 mV/dec,但一些新型器件,如隧穿器件(Tunneling Transistor),可以获得低于此理论值的亚阈值摆幅。

在大规模数字集成电路的缩小规则中,恒定电压缩小规则恒定电场缩小规则等都不能减小S值,所以这些缩小规则都不适用,只有采用半经验的恒定亚阈特性缩小规则才比较合理。

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更新时间:2024/12/23 22:49:37