MOS管短沟道效应及其行为建模

　　利用混合信号仿真器SMASH5. 5, 得到VHDL2

　　AMS描述的MOS管模型的仿真结果,如图2所示。图中分别给出两个MOS管的ID2UDS特性。两个管子是具有相同W /L 比的N沟道MOS管,各项参数基本相同,比如开启电压UT 均为0. 5 V,主要差别在于一个是长沟道(L = 10μm) MOS管, 一个是短沟道(L =0. 2μm)MOS管。上面一条特性是长沟道MOS管特性,下面一条特性是短沟道MOS管特性。从图中可看出,长沟道MOS管特性曲线在UDS =UGS - UT = 2 - 0. 5 = 1. 5V处饱和,符合常理。而短沟道MOS管曲线则在UDS远低于1. 5V处就已经提前饱和。通过观察可以发现饱和点约为0. 5V。因此短沟道MOS管的饱和区域要比长沟道MOS管更宽。

　　此外同在饱和区,如当UDS = 2V时,可以看到短沟道MOS管的漏极电流只是长沟道MOS管漏极电流的1 /3左右。这意味着短沟道MOS管的电流驱动能力明显下降。

　　5　结　论

　　对于如今的深亚微米工艺,传统的长沟道MOS管模型已经不再适用。由于速度饱和因素的影响,使得短沟道MOS管在达到UGS2UT 之前已经达到饱和状态,因此短沟道MOS管经历的饱和范围更大。短沟道MOS管的VHDL2AMS行为模型仿真结果很好地揭示了这一结论。