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MOSFET截止频率-特征频率解析-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2021-02-23 

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MOSFET截止频率-特征频率解析-KIA MOS管


MOSFET截止频率

截止频率定义为电流增益为1的时候的频率。根据米勒电容等效原理,输入端的电容将会很大,而输出端的电容则可以忽略。于是用Cg来等效输入栅极电容。


提高频率特性:提高迁移率(100方向,工艺优质),缩短L,减小寄生电容,增加跨导。根据小信号模型分析得出的结果。


定义:在MOS源极和漏极接交流地时,器件的小信号电流增益降至1的频率称为:“transitfrequency”(FT)


一、长沟器件的FT计算

MOS的小信号模型如下:


MOSFET截止频率


MOSFET截止频率


二、MOSFET截止频率FT有哪些因素?

以上公式是在长沟器件level1模型下推导的,可以分析一下影响;


1.增大过驱电压(Vgs-VT)可以增大FT


2.减小沟道长度L会增大FT


3.增大偏置电流可以增大FT(FT正比于直流偏置电流的平方根)


4.FT基本不受S端和D端结电容Cgd的影响。


5.FT随过驱动(Vgs-VT)而增加,但随着垂直电场增加,迁移率变化变缓,FT逐渐饱和,下面是某NMOS器件的FT,其中W/L=5μm/40nmVDS=0.8V:


MOSFET截止频率


三、为什么提高MOSFET的频率与提高增益之间存在着矛盾?


MOSFET截止频率


可见本征增益与过驱电压的成反比,而前述截止频率与过驱动电压成正比,可见两种存在矛盾,但两者相乘就是增益带宽积,只与沟道长度成反比,虽然这是长沟Level1模型的推导结论,也可看出缩小MOSFET的特征尺寸的好处:


MOSFET截止频率




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