MOS管漏电流产生的5个主要因素
电路一点通
577浏览
0评论
0点赞
2024-05-31
在实际应用中,MOS管常常存在各种漏电流,这使得它严重减少了低功耗设备电池的使用寿命,以及在一些s&h电路中,限制了信号保持时间。而一个理想的MOS管是不应该存在任何电流流入衬底的,特别是当MOS管关断时,漏-源极之间不应该存在任何电流。
那么,今天我们来了解MOS管以下5种漏电流。反偏结泄漏电流:当MOS管关断时,通过反偏二极管从源货漏极到衬底。其主要由两部分组成:1. 由耗尽区边缘的扩散和漂移电流产生2. 由耗尽区中的产生的电子-空穴对形成在一些重掺杂的PN区,还会携带一些间隧穿(BTBT)现象贡献的泄漏电流。不过源漏二极管和阱二极管的结反向偏置泄露电流分量,相对于其他三个泄漏分量几乎可以忽略不计。栅极致漏极泄漏电流栅极致漏极泄漏电流一般由MOS管漏极结中的高场效应引起的。由于源极和漏极重叠区域之间存在大电场而发生隧穿(包含雪崩隧穿和BTBT隧穿),产生了 电子-空穴对。由于电子被扫入阱中,空穴积累在楼中形成/GIDL。栅极与漏极重叠区域下的强电场,会导致深度耗尽区,以及使漏极和阱交界处耗尽层变薄,因而有效形成漏极到阱的电流/GIDL。/GIDL与VGD有关,一般NMOS的/GIDL会比PMOS的大两个数量级。栅极直接隧穿电流栅极泄漏电流是由栅极上的电荷隧穿过栅氧化层进入阱(衬底)中形成。一般栅氧化层厚度在3-4nm,由于在栅氧化物层上施加高电场,电子通过Fowler-Nordheim隧道进入氧化物层的导带而产生的/G。随着晶体管长度和电源电压的减小,栅极氧化物的厚度也必须减小,以维持对沟道区域的有效栅极控制。不幸的是,由于电子的直接隧穿会导致栅极泄漏呈指数级增加。目前可以使用高K介电材料(如TiO2和Ta2O5),替代SiO2作为栅极绝缘体介质层。这种方法可以克服栅极漏电流,并同时对其栅极保持良好的控制。亚阈值泄漏电流:指沟道处于弱反型状态下的源漏电流,是由器件沟道少数载流子的扩散电流引起的。当栅源电压低于阈值电压Vth时,器件不会马上关闭,而是进入了“亚阈值区”而IDS成了VGS的指数函数。在目前的CMOS技术中,亚阈值泄漏电流ISUB会比其他泄漏电流分量大得多。这主要是因为现代CMOS器件中的VT相对较低。
隧穿栅极氧化层漏电流在短沟道器件中,薄栅极氧化物会在 SiO2 层上产生高电场。由于高电场作用,低氧化物厚度会导致电子从衬底隧穿到栅极,同时从栅极通过栅极氧化物,隧穿到衬底,进而形成栅极氧化物的隧穿电流。
(a)是一个平带 MOS 晶体管,即其中不存在电荷。当栅极端子正偏置时,能带图会发生变化,如图(b)。强烈反转表面处的电子隧道进入或穿过 SiO 2层,从而产生栅极电流。另一方面,当施加负栅极电压时,来自 n+ 多晶硅栅极的电子隧道进入或穿过 SiO 2层,从而产生栅极电流,如图 (c) 所示。
声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
-
本次2025全球 MCU及嵌入式技术论坛,旨在汇聚行业精英,共同探讨MCU的最新技术、市场趋势和应用前景,为参会者提供全面而深入的行业洞察。国际电机驱动与控制技术论坛将聚焦于展示和探讨电机驱动与控制技术的最新进展及其在多个领域的应用,汇集全球知名企业和专家学者,为电机行业的未来发展提供宝贵的见解和方向。同期举行:国际AI+IoT生态发展高峰论坛,暨2025年度AIoT创新奖颁奖典礼。立即报名>>>
-
检测技术给我们带来了很多好处,而对于检测,自动化等专业的朋友或多或少有所了解。往期文章中,小编对CCD检测、电阻检测等均有所阐述。为增进大家对检测技术的认识,本文将介绍变压器局放检测技术。如果你对检测具...
-
在往期文章中,小编对检测相关技术的讨论还是挺多的,譬如光敏电阻检测、机器视觉检测、电缆电器性能检测等等。但是,针对不同的应用对象,其检测技术往往有所不同。为帮助大家掌握更多的检测技术,本文就电解电容...
-
检测技术是各大行业都不可缺少的技术,检测的应用,能帮助发现系统、设备存在的一些隐性故障。通过检测,我们能够确保系统、设备的稳定性。为增进大家对检测的了解,本文将介绍电容器的一些检测技巧。如果你对检测...
-
电感器是由电线线圈组成的设备,包裹在磁性材料上...
-
滤波器的使用,使得特定频率的信号能够被过滤掉。在上篇滤波器文章中,小编对滤波器的主要参数有所阐述。为增进大家对滤波器的认识,本文将对滤波器的主要分类,以及滤波器的使用注意事项予以介绍。如果你对滤波器...
-
ups电源是生活中的常用电源类型之一,对于ups电源,很多朋友其实都有所了解。为增进大家对ups电源的认识,本文将基于两点介绍ups电源:1.ups电源使用注意事项,2.ups电源维修技巧。如果你对ups电源具有兴趣,不妨继...
-
光耦,也就是光耦合器,在电路中应用广泛。上篇文章中,小编介绍了光耦的技术参数,但这只是理论部分。如果想要掌握光耦的应用,还需自己动手尝试。为增进大家对光耦的认识,本文将介绍光耦的实用技巧。如果你对光...
-
逆变器无疑是工业应用中常用的转换器之一了,对于逆变器,我们或多或少具备一定的了解。为增进大家对逆变器的了解,本文将对影响逆变器寿命的因素予以介绍。如果你对逆变器相关内容具有兴趣,不妨同小编一起继续往...
-
信息时代的到来极大地改变了人类社会的生产、生活、工作和学习方式。射频功率放大器不仅在通讯系统中得到广泛应用,还逐渐被应用于其他领域内。本文为一种新型射频导热治疗仪所设计的大功率射频放大器电路,满足工...
-
DHT11为 4 针单排引脚封装,如下图,采用单线制串行接口,只需加适当的上拉电阻,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。 二.传感器参数 1.DHT11电气参数如下: 型号 测量...
-
压力变送器作为测量仪器,是工业中最常用的传感器之一。上篇文章中,小编对压力变送器的种类有所阐述。为增进大家对压力变送器的认识,本文将对绝对压力变送器、绝对压力变送器的原理以及选型予以介绍。如果你对压...
-
继电器,虽是老生常谈的话题,但是却耐人寻味。本文中,小编将对继电器、继电器的主要作用予以阐述。此外,小编还将介绍高频继电器的工作原理、高频继电器的特点和高频继电器的结构。如果你对继电器具有兴趣,不妨...