MOSFET截止频率-特征频率解析-KIA MOS管

MOSFET截止频率

截止频率定义为电流增益为1的时候的频率。根据米勒电容等效原理，输入端的电容将会很大，而输出端的电容则可以忽略。于是用Cg来等效输入栅极电容。

提高频率特性：提高迁移率（100方向，工艺优质），缩短L，减小寄生电容，增加跨导。根据小信号模型分析得出的结果。

定义：在MOS源极和漏极接交流地时，器件的小信号电流增益降至1的频率称为：“transitfrequency”（FT）

一、长沟器件的FT计算

MOS的小信号模型如下：

二、MOSFET截止频率FT有哪些因素？

以上公式是在长沟器件level1模型下推导的，可以分析一下影响；

1.增大过驱电压（Vgs-VT）可以增大FT

2.减小沟道长度L会增大FT

3.增大偏置电流可以增大FT（FT正比于直流偏置电流的平方根）

4.FT基本不受S端和D端结电容Cgd的影响。

5.FT随过驱动（Vgs-VT）而增加，但随着垂直电场增加，迁移率变化变缓，FT逐渐饱和，下面是某NMOS器件的FT，其中W/L=5μm/40nmVDS=0.8V：

三、为什么提高MOSFET的频率与提高增益之间存在着矛盾？

可见本征增益与过驱电压的成反比，而前述截止频率与过驱动电压成正比，可见两种存在矛盾，但两者相乘就是增益带宽积，只与沟道长度成反比，虽然这是长沟Level1模型的推导结论，也可看出缩小MOSFET的特征尺寸的好处：