MOSFET截止頻率-特征頻率解析-KIA MOS管

MOSFET截止頻率

截止頻率定義為電流增益為1的時(shí)候的頻率。根據(jù)米勒電容等效原理，輸入端的電容將會(huì)很大，而輸出端的電容則可以忽略。于是用Cg來(lái)等效輸入柵極電容。

提高頻率特性：提高遷移率（100方向，工藝優(yōu)質(zhì)），縮短L，減小寄生電容，增加跨導(dǎo)。根據(jù)小信號(hào)模型分析得出的結(jié)果。

定義：在MOS源極和漏極接交流地時(shí)，器件的小信號(hào)電流增益降至1的頻率稱為：“transitfrequency”（FT）

一、長(zhǎng)溝器件的FT計(jì)算

MOS的小信號(hào)模型如下：

MOSFET截止頻率

二、MOSFET截止頻率FT有哪些因素？

以上公式是在長(zhǎng)溝器件level1模型下推導(dǎo)的，可以分析一下影響；

1.增大過(guò)驅(qū)電壓（Vgs-VT）可以增大FT

2.減小溝道長(zhǎng)度L會(huì)增大FT

3.增大偏置電流可以增大FT（FT正比于直流偏置電流的平方根）

4.FT基本不受S端和D端結(jié)電容Cgd的影響。

5.FT隨過(guò)驅(qū)動(dòng)（Vgs-VT）而增加，但隨著垂直電場(chǎng)增加，遷移率變化變緩，F(xiàn)T逐漸飽和，下面是某NMOS器件的FT，其中W/L=5μm/40nmVDS=0.8V：

MOSFET截止頻率

三、為什么提高M(jìn)OSFET的頻率與提高增益之間存在著矛盾？

MOSFET截止頻率

可見(jiàn)本征增益與過(guò)驅(qū)電壓的成反比，而前述截止頻率與過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓成正比，可見(jiàn)兩種存在矛盾，但兩者相乘就是增益帶寬積，只與溝道長(zhǎng)度成反比，雖然這是長(zhǎng)溝Level1模型的推導(dǎo)結(jié)論，也可看出縮小MOSFET的特征尺寸的好處：

MOSFET截止頻率