MOSFET模型的全面分析

《IEEE Electron Devices Reviews》：A Comprehensive Analysis of the MOSFET Model

MOSFET阈值电压与亚阈值区特性分析。通过2ψB条件界定亚阈值区上限，推导出饱和区电压显式解析式，并采用数值模拟验证常规偏置下的Id-Vd特性。研究未掺杂双栅MOSFET在温度变化时Qi-Vgs曲线行为，发现当电子热运动能量降低时，可明确定义阈值电压。

　　

摘要：

本文详细分析了众所周知的MOSFET方程的解。研究表明，虽然常用的2ψB条件（ψB的定义见图3）在定义阈值电压时偏于保守，但它能够确定存在解析解的亚阈值区域的上限。基于此，推导出了MOSFET饱和电压的显式解析表达式。对于一般的偏置条件，通过数值方法生成Ids-Vds特性（源极到漏极电流与源极到漏极电压的关系），以检验教科书中所述内容的准确性。此外，通过研究未掺杂双栅MOSFET的Qi-Vgs特性（Qi为每个栅极面积上的反冲电荷，Vgs为栅极到源极的电压）随温度的变化情况，探讨了“阈值电压”的概念。当电子的热能降低时，阈值电压得到了明确的定义。