2016vlsi设计基础2 -器件与工艺

VLSI设计基础第2章MOS器件与工艺基础1东南大学-国家ASIC中心东南大学单伟伟（2）上周课内容回顾：集成电路发展史摩尔定律电子信息系统构成VLSI设计流程本章概要：MOS晶体管基础CMOS逻辑部件MOS集成电路工艺基础版图设计3东南大学-国家ASIC中心2.1MOS晶体管基础MOS晶体管结构及基本工作原理MOS晶体管的电流-电压特性MOS晶体管的阈值电压VT调到第8章介绍MOS晶体管主要电参量CMOS结构4东南大学-国家ASIC中心本节课内容MOS晶体管结构MOS晶体管基本工作原理MOS晶体管的电流-电压特性CMOS结构5先回顾几个概念导体、半导体载流子、多子、少子掺杂、N型半导体、P型半导体PN结MOSFET：Metal-Oxide-SiliconFieldEffectTransistor6东南大学-国家ASIC中心72.1.1MOS晶体管结构2.1.1MOS晶体管结构及基本工作原理NMOSPMOS8东南大学-国家ASIC中心2.1.1MOS晶体管结构9东南大学-国家ASIC中心思考题：怎么样才能让MOS管工作？两个N+区哪个是源端，哪个是漏端？2.1.1MOS晶体管的基本工作原理DSV+-工作条件：VDS很小时如果不是很小怎么样？VTN:阈值电压10东南大学-国家ASIC中心DSV+-DSV+-DSV+-VDS增大沟道夹断（临界饱和）VDS=VGS-VTNVGD=VTN····11东南大学-国家ASIC中心VDS+-VGS-VTN

VDS-VGS-VTN

D’=VD’SVGD’=VTNVDS中大于临界饱和电压值的部分临界饱和为什么保持临界饱和时的值?12东南大学-国家ASIC中心思考：沟道夹断后电流变成什么样？东南大学-国家ASIC中心13二级效应修正：沟道长度调制效应2.1.3MOS晶体管的电流-电压特性非饱和区饱和区截止区14东南大学-国家ASIC中心思考题：写出NMOS管的I-V表达式2.1.3MOS晶体管的电流-电压特性非饱和区饱和区截止区15东南大学-国家ASIC中心MOS管的转移特性（IDS~VGS

栅漏连接）非饱和区饱和区截止区导通后，饱和区or线性区工作？16东南大学-国家ASIC中心MOS晶体管的电学本质：电压控制电流源17东南大学-国家ASIC中心LW反映材料特性和几何形状决定的电阻反映由工作点决定的电阻反映栅电压对电阻的控制能力PMOS18东南大学-国家ASIC中心PMOS晶体管思考：要使PMOS导通，应加何种电压？I-V曲线是什么样的？19东南大学-国家ASIC中心PMOS晶体管作业2：分析PMOS的三个状态的工作条件，写出其I-V表达式耗尽型NMOS增强型NMOS怎样实现耗尽呢：在衬底表面离子注入与衬底掺杂类型相反的杂质，这里是注入N型杂质耗尽型器件：0栅源电压下就存在导电沟道20东南大学-国家ASIC中心两类MOS晶体管-耗尽型和增强型耗尽型NMOS增强型NMOS21东南大学-国家ASIC中心2.1.4MOS器件的频率特性

定义：源漏交流接地，器件的小信号增益下降为1的时候。当对栅极输入电容CGC的充放电电流和漏源交流电流的数值相等时，所对应的工作频率为MOS器件的最高工作频率。所以所以

最高工作频率与MOS器件的沟道长度的平方成反比，减小沟道长度L可有效地提高工作频率。

反映载流子