MOS晶体管的特性温度效应及其关系曲线

MOS晶体管的特性强烈地与温度相关。与温度有关的主要参数之一是有效迁移率，已知它随温度增加而减小。常用的一个近似为

式中T为绝对温度，Tг为室内的绝对温度，K3为一常数，其值在1.5和2.0之间。

其他与温度相关的参数是ФB和VFB[后者是通过式（2.2.6）的ФMS与温度相关的，假定Qˊo是固定的]。这些影响在式（4.4.26）的VT值中表现出来，并发现VT随着温度的升高几乎是直线下降的，且可近似地表示为：

式中K4通常在0.5mV/K和4mV/K之间，该范围内的较大值对应于衬底的掺杂浓度较高，氧化层较厚以及VSB较小的情况。

作为一个温度对晶体管特性影响的例子，现在来考虑一个工作在饱和区的器件。据式（4.4.30），有

因此，温度增加，通过VGS-VT（T）的作用使漏端电流趋于增加，通过μ（T）的作用使漏端电流趋于减小。一组测量所得的与VGS的关系曲线示于图4.21，从式（4.4.30）和（4.4.28）可见，对于正的阈值电压，VDS=VGS这一条件保证了器件工作在饱和区。在大电流时，μ（T）随温度升高而减小对电流产生的影响是主要的；在小电流时，VGS-VT（T）对电流的影响是主要的。在某些特定情况下，可以找出一个VGS值，使得电流在一个较大的温度范围内，实际上与温度无关。这一现象在图4.21中是很明显的。在图的底部，特性的弯曲部分是由中反型和弱反型造成的。

从图4.21可推断出，对于一给定的VGS值，弱反型时，漏端电流随温度的增加而增加。各种不同温度下的ID（对数标尺）与VGS的关系曲线示于图4.22。由图可见，温度增加，曲线斜率减小。同时，结漏电电流（图中用虚线画出该电流的影响）也随温度的增加而急剧地增加，并掩盖了弱反型电流。因此，缩小这一段电流范围，便可观察到电流的指数特性。

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