MOS管短溝道效應(yīng)及其行為建模

　　利用混合信號仿真器SMASH5. 5, 得到VHDL2

　　AMS描述的MOS管模型的仿真結(jié)果,如圖2所示。圖中分別給出兩個MOS管的ID2UDS特性。兩個管子是具有相同W /L 比的N溝道MOS管,各項參數(shù)基本相同,比如開啟電壓UT 均為0. 5 V,主要差別在于一個是長溝道(L = 10μm) MOS管, 一個是短溝道(L =0. 2μm)MOS管。上面一條特性是長溝道MOS管特性,下面一條特性是短溝道MOS管特性。從圖中可看出,長溝道MOS管特性曲線在UDS =UGS - UT = 2 - 0. 5 = 1. 5V處飽和,符合常理。而短溝道MOS管曲線則在UDS遠(yuǎn)低于1. 5V處就已經(jīng)提前飽和。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)飽和點(diǎn)約為0. 5V。因此短溝道MOS管的飽和區(qū)域要比長溝道MOS管更寬。

　　此外同在飽和區(qū),如當(dāng)UDS = 2V時,可以看到短溝道MOS管的漏極電流只是長溝道MOS管漏極電流的1 /3左右。這意味著短溝道MOS管的電流驅(qū)動能力明顯下降。

　　5　結(jié)　論

　　對于如今的深亞微米工藝,傳統(tǒng)的長溝道MOS管模型已經(jīng)不再適用。由于速度飽和因素的影響,使得短溝道MOS管在達(dá)到UGS2UT 之前已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài),因此短溝道MOS管經(jīng)歷的飽和范圍更大。短溝道MOS管的VHDL2AMS行為模型仿真結(jié)果很好地揭示了這一結(jié)論。