1、1會計學場效應晶體管深入場效應晶體管深入6.1 非理想效應6.1.1 亞閾值電導 理想和實際電流電壓特性DSTGSoxnDVVVLCWI)( 弱反型時的能帶圖fpsfp2kTeVsubIGSDexp)(6.1.1 亞閾值電導（a）n溝道MOSFET（b）堆積模式（c）弱反型模式（d）反型模式6.1.2 溝道長度調制效應DDILLLI 漏電流反比于溝道長度溝道長度受漏源電壓調制)(2satDSDSsatassatVVeNL6.1.3 遷移率的變化3/100EEeffeff遷移率隨柵壓變化（速度飽和） 溝道中載流子的表面散射xeffdEvconstsatvd)(nSDseffQQE(max)16.

2、1.4 速度飽和增大電場載流子速度將達飽和短溝道器件速度飽和效應更顯著2/121sateffeffvE2)(2)(TGSoxnDVVLCWsatIsatTGSoxDvVVWCsatI)()(6.1.5 彈道輸運長溝道表面散射短溝道彈道輸運LclL 溝道長度小于碰撞自由程：（亞微米）6.2 MOSFET按比例縮小理論恒定電場縮小器件尺寸和電壓等比例縮小；電場（水平和垂直）保持不變。（a）初始NMOS晶體管（b）縮小后的NMOS晶體管7 . 0kaDbisDeNVVx)(2漏極耗盡區寬度單位溝道寬度漏電流2)(2)(TGSoxoxnDVVLtWsatI恒定電場縮小器件尺寸縮小；電場和功率密度不變。

3、器件電流、電壓和功耗縮小；器件響應速度提高。閾值電壓（一級近似）l閾值電壓（NMOS）l最大耗盡區電荷pfFBOXSDTPVCQV2(max)pfFBOXfpasTPVCeNV2)2(2dTaSDxeNQ(max)OXssmsFBCQV閾值電壓不按比例因子縮小平帶電壓不按比例因子縮小全部按比例縮小理論l恒定電場按比例縮小的問題：閾值電壓不按比例因子縮小亞閾值電流不按比例因子縮小外加電壓將降低l提高電場帶來的問題：功率密度增大溫度升高，可靠性降低氧化層的絕緣性下降（擊穿、隧穿、熱電子效應）l解決辦法：增加電場，提高電壓l解決辦法：全部按比例縮小6.3 閾值電壓的修正短溝道效應l長溝道器件l短溝道

4、器件短溝道效應l長溝道器件耗盡區電荷全部受柵壓控制l短溝道器件受柵壓控制的電荷減少l受柵壓控制的電荷減少將導致閾值電壓的變化121jdTjOXdTaTrxLrCxeNV窄溝道效應l溝道邊緣有受柵壓控制的附加電荷區l附加的空間電荷將導致閾值電壓的變化WxCxeNVdTOXdTaT2/修正因子6.4 附加電學特性*柵氧化層擊穿溝道雪崩擊穿寄生晶體管擊穿漏源穿通效應場效應晶體管的擊穿：6.5 結型場效應晶體管*lJFET概念電導調制多數載流子工作單極晶體管lpn結JFETn溝道JFETp溝道JFETn溝道比p溝道工作頻率高6.5 結型場效應晶體管*JFET工作原理：低漏源電壓溝道相當于電阻；漏電壓增加，空間電荷區擴展，溝道電阻增大；空間電荷區擴展到整個溝道夾斷，電流飽和。6.6 高電子遷移率晶體管*量子阱結構二維電子氣：來自高摻雜半導體區域；位于低摻雜半導體區域；降低了雜質散射；增大了電子遷移率。6.6 高電子遷移率晶體管*量子阱結構多層膜結構：增加溝道電子層；增加溝道電子密度；增強FET負載能力。晶體管性能HEMT的優點：高運行速度；低能量損耗；低噪聲；截至頻率高達100GHz。6.1.4 速度飽和增大電場載流子速度將達飽和短溝道器件速度飽和效應更顯著2/121sateffeffvE2)(2)(TGSoxnDV