MOSFET栅漏电流噪声模型研究

由BSIM4提出的简易MOS模型的栅极电流分量模型

其中，JG是栅极电流密度，L是沟道长度，W是沟道宽度，x是沿沟道的位置(源极处x=0，漏极处x=L)，IGS和IGD是栅极电流的栅／源和栅／漏分量。通过线性化栅电流密度与位置的关系，简化这些等价噪声电流分析表达式，所得的总栅极电流噪声表达式为

常数KG可通过低频噪声实验测试获得，IG可通过直流测试得到。
(4)栅电流噪声电容等效电荷涨落模型。
FET沟道中的热噪声电压涨落导致了沟道静电势分布的涨落。沟道成为MOS电容的一块平板，栅电容之间的电压涨落引起电荷涨落，将电荷涨落等效于栅电流涨落。在Van Der Ziel对JFET诱生栅噪声的早期研究之后，Shoji建立了栅隧穿效应的MOSFET模型，即是将MOS沟道作为动态分布式的RC传输线。器件沟道位置x处跨越△x的电压涨落驱动两处传输线：一处是从x=0展伸至x=x，另一处从x=x展伸至x=L。栅电流涨落作为相应的漏一侧电流涨落和源一侧电流涨落之间的差异估算得出。在极端复杂的计算中保留Bessel函数解的首要条件，于器件饱和条件下，估算得出了栅电流涨落噪声频谱密度解析表达式为

2 模型分析与探讨
实验表明，超薄栅氧MOSFET栅电流噪声呈现出闪烁噪声和白噪声成分，测试曲线表明白噪声接近于散粒噪声(2qIG)。对于小面积(W×L=0．3×10 μm2)器件，1／f噪声成分几乎为栅电流IG的二次函数，栅电流噪声频谱密度SIG(f)与栅电流IG存在幂率关系，即SIG(f)∝IGγ。