MOSFET工作于弱反型/亚阈值的问题、特性分析-KIA MOS管
MOSFET-弱反型/亚阈值
当 MOSFET 的 Vgs 接近其阈值电压 Vth 时，MOS 管工作在弱反型（或亚阈值区），在结构上类似于两个背靠背的二极管相连。
这样我们分析时,可将其看成横向的BJT的结构,与一般的BJT不同的是,这里的基极电压是栅电压在栅电容和耗尽层电容之间的分压。
通过这样的分析方法，可以得到MOSFET工作于亚阈值区时的电流方程:
注意当VDS>3*Vt时,上式中的最后项可近似为1 ,这样整个电流Ids可认为不受Vds影响，可以像工作于饱和区一样当成电流源。
只是这里对Vds的要求不再是Vds> Vgs-Vth,而是一个恒定的值。
MOSFET在亚阈值区工作时,虽然小电流使得跨导gm较小,但是其跨导效率gm/Id是最大的。
从前面的电流方程,我们可以看到其跨导效率为:
一般由经验n=1.5 ,室温下VT为26mV ,这样Vov= 78mV ,我们将其认为是强反型到弱反型的转折点,这一中间部分也称为中等程度反型, 一如下面图中所示：
通常在书上谈到，亚阈值一般只能在低速下应用，简单的考虑是此时 MOSFET 的小电流和大 Cgs 的影响，我们也可由 MOSFET 的特征频率 ft 的角度来考虑，
一般 ft 随着过驱动电压 Vov (Vgs-Vth) 的减小而减小，即在亚阈值区间，ft 值较小, MOSFET 速度受限。
另一个问题是,由于Vth在指数项中,阈值电压的失配会导致输出电流有较大的失配。
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