信息來(lái)源: 時(shí)間:2020-10-27
在MOS器件的特性方程及主要參數(shù)中,幾乎都和導(dǎo)電因子κ及閾電壓VT有關(guān),而這兩個(gè)參數(shù)都是隨著溫度而變化的,因此,溫度的變化就直接影響著MOS器件和MOS電路的工作性能及其可靠性。所以在電路設(shè)計(jì)時(shí),必須把器件的參數(shù)隨溫度變化的因素考慮進(jìn)去。
導(dǎo)電因子κ的表達(dá)式為:
其中載流子的表面遷移率以是隨溫度的變化的主要因素。MOS晶體管的溫度特性理論和實(shí)踐證明:對(duì)于N溝道和P溝道MOS器件,反型層中的電子和空穴遷移率與溫度的關(guān)系近似為:
即隨著溫度升高,反型層中載流子的遷移率是下降的,見(jiàn)圖1-36和圖1-37。這是由于溫度升高,載流子在溝道中受到的散射幾率增加的緣故。
在溫度為T(mén)℃時(shí)的μ和κ值,可以從下式確定:
式中T為工作溫度,和
為25℃時(shí)的值,可以通過(guò)測(cè)量樣管的飽和電流而計(jì)算求得。
下面給出了隨溫度變化的關(guān)系曲線,可供電路設(shè)計(jì)時(shí)參考。
從閾電壓的表達(dá)式:
中看到,明顯隨溫度變化的因素主要是費(fèi)米勢(shì)和空間電荷區(qū)電荷
隨溫度的變化是極微的,完全可以忽略。
對(duì)于N溝道MOS器件:
由于與溫度的關(guān)系為:
因此是隨溫度升高而減小的,同時(shí),空間電荷區(qū)的面電荷密度為:
它的絕對(duì)值也是隨溫度升高而減小的。所以,N溝道MOS管的VT是隨溫度升高而降低的。如圖1-39所示。
不難理解,MOS晶體管的溫度特性,對(duì)于P溝道MOS管,隨著溫度的升高,|VT|也是減小的。如圖1-40所示。
由于溫度升高,會(huì)使MOS器件的|VT|減小,將造成漏泄電流的增大。所以在設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)MOS電路時(shí),特別要引起注意。
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