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  • MOS管C-V電容變化曲線介紹
    • 發布時間:2023-05-30 16:31:47
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    MOS管C-V電容變化曲線介紹
    MOS管電容分別由氧化層電容和半導體電容串聯組成,Cox為固定電容值,和電容極板的厚度以及面積有關。Cs為可變電容,與MOS管的工作狀態有關。
    MOS管 C-V電容
    MOS管的結構和電容示意圖
    當VGS為負壓時,源漏之間的N型溝道還沒有形成,會使P型襯底的空穴在柵氧下方積累。這時候的MOS電容的絕緣介質為柵氧。
    當VGS電壓由負壓逐漸轉為正壓時,SiO2下面的P型襯底的空穴開始被排斥,形成耗盡層(即空間電荷區,多子被耗盡了)。
    這個空間電荷區是由電子和空穴結合后形成的區域,它不帶電,所以是個絕緣體。這個絕緣體也形成了一個電容,該電容與柵氧電容并聯,導致總的等效電容值下降。
    并且,隨著電壓的升高,空間電荷區的寬度增大,總電容值繼續下降。當VGS電壓繼續增大,少子被吸引到表面形成反型層,形成N型溝道,源漏端和這個溝道連接在一起,這樣電容即為柵氧化層電容。
    我們可以通過0.18工藝的5V MOS管仿真MOS電容:進行ac仿真,加到Gate上面的電壓交流信號幅度為1,掃描變量直流電壓V,并且頻率固定為一定值1/2π。
    根據下列公式,即可得到電流I的值就等于電容值。
    MOS管 C-V電容
    1、當source,drain和背柵接在一起。
    MOS管 C-V電容
    低頻時C-V變化曲線
    2、當加在柵壓上的交流電壓頻率為159T時,電容的曲線為:
    MOS管 C-V電容
    高頻時C-V變化曲線
    有一類常見的可變電容,這種電容工作在積累區,它隨電壓變化的線性度比較好,在電路中得到廣泛的使用。
    當VGS大于0時,溝道積累多子,溝道導通的更厲害,電容即為柵氧電容。
    當VGS為負時,溝道開始吸引少子空穴,開始經歷耗盡層和反型層,溝道電容和柵氧電容串聯,電容值減小。
    反型時形成P溝道,所以源漏不短接,這一點和MOS電容有區別。
    MOS管 C-V電容
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