亚阈值区(subthreshold conduction)和深三极管区(deep triode region)

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亚阈值区(subthreshold conduction)和深三极管区(deep triode region)

2024-05-24 13:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

介绍

对于CMOS管,大家都清楚线性区和饱和区,管子的工作状态一般也在饱和区。电压电流关系如下:

I_D=\frac{1}{2}\mu_nC_{ox}\frac{W}{L}(V_{gs}-V_{th})^2

I_D=\frac{1}{2}\mu_nC_{ox}\frac{W}{L}[2(V_{gs}-V_{th})V_{ds}-V_{ds}^2]

此时的跨导 g_m 是饱和区的 g_m=\mu_nC_{ox}\frac{W}{L}(V_{gs}-V_{th}) (除了这种形式,还有 g_m=\sqrt{2\mu_nC_{ox}\frac{W}{L}I_D} ),线性区是 g_m=\mu_nC_{ox}\frac{W}{L}V_{ds} 。

不过gm的两段论还是粗浅了,在深亚微米的工艺下,CMOS不仅工作在饱和区和线性区,还有可能工作在亚阈值区和深三极管区。

亚阈值区(即second-effect order效应中的subthreshold conduction)是CMOS器件在现实中并不会像理想情况那样,在VgsVth,管子工作在强反型区。反型区,包括耗尽层(depletion),这些说法主要是用在器件领域,电路设计者提的少。

亚阈值区的位置,注意右边的纵坐标取了对数

除 了亚阈值区外,还有一个区叫深三极管区(deep triode region)

三极管区

亚阈值区的主要辨别参数是Vgs和Vth的关系,而深三极管区是继承了三极管区(triode region),也称线性区(linear region)和饱和区的关系,Vds和Vgs-Vth的关系而得来的。Vds28nm仿真的gmoverid-Vov,(尺寸变量包括多个长度和两个宽度,宽度影响不大)

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