MOSFET endlicher Ausgangswiderstand im Sättigungsmodus

Da der MOSFET im Sättigungs-/Aktivmodus einen endlichen Ausgangswiderstand hat, wird die Steigung des unwesentlich ansteigenden Drainstroms durch U a und den Steigungsparameter als Lambda definiert:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieser Parameter ist (soweit ich weiß) in keinem MOSFET-Datenblatt angegeben.

Frage: Gibt es eine andere Möglichkeit, den Steigungsparameter aus der Gleichung herauszubekommen? Zum Beispiel kann es mit Transkonduktanz gemacht werden, aber ich weiß nicht wirklich, wie ich es herausbekomme (also kann dieser Parameter mit anderen bereits gegebenen Variablen von Parametern definiert werden).

Antworten (2)

Obwohl normalerweise nicht auf Datenblättern aufgeführt, ist der MOSFET-Parameter λ finden sich manchmal im vom Hersteller bereitgestellten SPICE- Modell. Betrachten Sie zum Beispiel den N-Kanal-MOSFET 2N7002 . Ein altes SPICE-Modell von Zetex definiert λ von 2N7002 als 267 ⋅ 10 − 6  v − 1 . Weitere Informationen darüber, wie λ in SPICE-Modellen definiert ist, siehe Seiten 128–129 des HSPICE-Handbuchs .

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Parameter λ kann von Gerät zu Gerät erheblich variieren, daher wäre es unklug, eine Schaltung zu entwerfen, die empfindlich auf diesen Parameter reagiert. Darüber hinaus Kanallängenmodulation , die λ Modellen, ist nur ein Teil der Geschichte zur Bestimmung des MOSFET-Ausgangswiderstands ( R Ö ). Andere Effekte wie Drain-induzierte Barrierenabsenkung und Substratstrom-induzierter-Body-Effekt (SCBE) können je nach Vorspannungspunkt des Bauelements ebenfalls wichtig sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie sich möglicherweise eine sehr grobe Vorstellung von der Ausgangsimpedanz eines MOSFET verschaffen können, indem Sie sich das SPICE-Modell des Herstellers ansehen. Aber die Realität ist so R Ö variiert von Gerät zu Gerät und ist eine komplexe Funktion des Vorspannungspunkts.

Was ist das SPICE überhaupt? Warum werden für Spice-Modelle Werte anders definiert als die realen Werte? (λ variiert von 0,1 bis 0,001 im Wert).
SPICE ist eine weit verbreitete Sprache für die elektronische Simulation. Es unterstützt viele verschiedene Modelle für das MOSFET-Verhalten, sodass der Benutzer einen Kompromiss zwischen Simulationsdetails und Simulationslaufzeit eingehen kann. Die Zuordnung zwischen Datenblattspezifikationen und SPICE-Parametern ist oft nicht 1:1, da das Datenblatt Werte enthält, die unter bestimmten Bias-Bedingungen gemessen wurden, während das SPICE-Modell versucht, das allgemeine Komponentenverhalten zu beschreiben.
Da Sie so viel darüber wissen, würde ich mich freuen, wenn Sie meine neue Frage überprüfen würden, die sich auch auf MOSFETs bezieht.

Der Widerstand ist eine Funktion des Stromflusses im Kanal, der eigentlich durch den Poisson'schen Ladungstransport getrieben wird. Sie können sich den Widerstand als die Komponenten des vertikalen Felds, des horizontalen Felds und der Kollision vorstellen; Sie können jedoch einfach von den aktuellen Gleichungen zurückarbeiten. Ausgehend vom EKV-Modell habe ich Folgendes erhalten:

ICH Ö N = W L μ C C Ö X 2 κ ( 2 κ ( v G − v T 0 ) ( v D S ) + ( v D − v D S ) 2 − v D 2 ) .
durch die ich dann ersetzen kann v = ICH R zu bekommen:

R Ö N = v D S ICH Ö N = L W 2 κ μ G C C Ö X ( 2 κ ( v G − v T 0 ) − v D − v S . ) .

Ich habe meine Daten durchsucht, um einen Sweep eines nFET zu finden, der nicht in Sättigung ist, um den Unterschied zwischen realen Daten, BSIM 3.3 und dem, was ich oben getan habe, zu zeigen. Das Widerstandsdiagramm sieht aus wie

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einwo ich 25 mV über das Gerät festgelegt habe, um es außerhalb der Sättigung zu halten. Dies unterscheidet sich von dem, was Sie wollten, aber es ist das, was ich in Bezug auf die Daten hatte. Sie können die Abflussterme in den Gleichungen weglassen. Die BSIM-Modelle aus einem kommerziellen Prozess waren für diese Art von Simulation nicht besonders gut geeignet, da dies nur einer der Orte ist, an denen BSIM nicht gut funktioniert. Aufgrund der Schwellenspannung können Sie sehen, wie der Widerstand ansteigt, wenn wir uns dem Unterschwellenwert nähern.

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