浅析MOS 晶体管的核心概念
mos 晶体管正在按比例缩小，以最大限度地提高其在集成电路内的封装密度。这导致氧化层厚度的减少，进而降低了 mos 器件的阈值电压。在较低的阈值电压下，泄漏电流变得很大，并有助于功耗。这就是为什么我们必须了解 mos 晶体管中各种类型的泄漏电流的原因。
在我们尝试了解各种漏电流组件之前，让我们先重新回顾一下 mos 晶体管的核心概念。这将有助于我们更好地了解该主题。
重新审视 mos 晶体管结构mos晶体管结构由金属、氧化物和半导体结构（因此，mos）组成。
考虑具有 p 衬底和 n+ 扩散阱作为漏极和源极端子的 nmos 晶体管。氧化层由sio 2制成并生长在漏极和源极之间的沟道上。栅极端子由n+掺杂的多晶硅或铝制成。
图 1. nmos 晶体管的鸟瞰图。所有图片来自 sm kang, y. leblebici, cmos 数字集成电路, tmh, 2003, ch.3, pp:83-93在无偏置条件下，漏极/源极和衬底界面处的 pn 结是反向偏置的。晶体管的能带图如图2所示。
图 2. 无偏 nmos 晶体管的能带图如您所见，金属、氧化物和半导体的费米能级相互对齐。由于氧化物-半导体界面处的电压降，si 能带存在弯曲。内建电场的方向是从金属到氧化物再到半导体，电压降的方向与电场的方向相反。
这种电压降是由于金属和半导体之间的功函数差异而发生的（部分电压降发生在氧化物上，其余部分发生在 si-sio 2界面上）。功函数是电子从费米能级逃逸到自由空间所需的能量。
积累接下来，假设栅极有负电压，源极的漏极和衬底接地。由于负电压，基板中的空穴（多数载流子）被吸引到表面。这种现象称为积累。衬底中的少数载流子（电子）被推回深处。对应的能带图如下。
图 3.栅极端负电压 nmos 晶体管的能带图由于电场的方向是从半导体到氧化物再到金属，所以能带向相反方向弯曲。此外，请注意费米能级的变化。
耗尽和耗尽区或者，考虑栅极电压刚好大于零。空穴被排斥回基板中，并且通道耗尽了任何移动电荷载流子。这种现象称为耗尽，并创建了比无偏条件更宽的耗尽区域。
图 4. nmos 中的耗尽区
图 5. 图 4 所示 nmos 耗尽区的相应能带图由于电场是从金属到氧化物再到半导体，所以能带向下弯曲。
表面反转如果进一步增加栅极处的正电压，则衬底中的少数载流子（电子）被吸引到沟道表面。这种现象称为表面反转，而表面刚好反转的栅极电压称为阈值电压 (v th )。
图 6. nmos 晶体管的表面反转
图 7.图 6 所示 nmos 晶体管的相应能带图电子在源极和漏极之间形成一个传导通道。如果随后从零电位开始增加漏极电压，则漏极电流 (i d ) 开始在源极和漏极之间流动。能带进一步向下弯曲并在半导体-氧化物界面处弯曲。
这里，本征费米能级小于 p 型衬底的费米能级。这支持了这样的观点，即在表面，半导体是 n 型的（在 n 型材料的能带图中，本征费米能级的能级低于施主能级）。
仁和ERP企业OA智能办公系统软件
影响国内电动汽车市场发展的因素有哪些
得捷618正品盛会最后召集！
中国联通在4G、5G和宽带严重落后其他运营商，如何翻身逆袭？
智能化农业物联网助力传统农业升级
浅析MOS 晶体管的核心概念
开关电源噪声产生的原因
图个明白|皮线光缆详解-科兰
RFID核心技术详解
设计师如何应对 AI 的内存瓶颈
NI助力本土厂商在门槛极高的模拟领域实现突破
电脑选台FM收音机电路图,原理图
国内首家电网侧储能电站AGC联网试验成功，它主要包含哪些内容？
荧光灯电子镇流器方案详解
三星VR/XR头显Flex Magic下半年亮相，搭载骁龙XR2+平台
按照《国家智能制造标准体系建设指南》的建设思路与目标，能迪科技推出了易云维®智慧工业云平台
PLC的功能及特点介绍
光学感测技术至2025年市场规模复合增长率估24%
半导体后段封测供应链持续高速运转
LED显示屏不得不了解的防老化常识
在我们尝试了解各种漏电流组件之前，让我们先重新回顾一下 mos 晶体管的核心概念。这将有助于我们更好地了解该主题。
重新审视 mos 晶体管结构mos晶体管结构由金属、氧化物和半导体结构（因此，mos）组成。
考虑具有 p 衬底和 n+ 扩散阱作为漏极和源极端子的 nmos 晶体管。氧化层由sio 2制成并生长在漏极和源极之间的沟道上。栅极端子由n+掺杂的多晶硅或铝制成。
图 1. nmos 晶体管的鸟瞰图。所有图片来自 sm kang, y. leblebici, cmos 数字集成电路, tmh, 2003, ch.3, pp:83-93在无偏置条件下，漏极/源极和衬底界面处的 pn 结是反向偏置的。晶体管的能带图如图2所示。
图 2. 无偏 nmos 晶体管的能带图如您所见，金属、氧化物和半导体的费米能级相互对齐。由于氧化物-半导体界面处的电压降，si 能带存在弯曲。内建电场的方向是从金属到氧化物再到半导体，电压降的方向与电场的方向相反。
这种电压降是由于金属和半导体之间的功函数差异而发生的（部分电压降发生在氧化物上，其余部分发生在 si-sio 2界面上）。功函数是电子从费米能级逃逸到自由空间所需的能量。
积累接下来，假设栅极有负电压，源极的漏极和衬底接地。由于负电压，基板中的空穴（多数载流子）被吸引到表面。这种现象称为积累。衬底中的少数载流子（电子）被推回深处。对应的能带图如下。
图 3.栅极端负电压 nmos 晶体管的能带图由于电场的方向是从半导体到氧化物再到金属，所以能带向相反方向弯曲。此外，请注意费米能级的变化。
耗尽和耗尽区或者，考虑栅极电压刚好大于零。空穴被排斥回基板中，并且通道耗尽了任何移动电荷载流子。这种现象称为耗尽，并创建了比无偏条件更宽的耗尽区域。
图 4. nmos 中的耗尽区
图 5. 图 4 所示 nmos 耗尽区的相应能带图由于电场是从金属到氧化物再到半导体，所以能带向下弯曲。
表面反转如果进一步增加栅极处的正电压，则衬底中的少数载流子（电子）被吸引到沟道表面。这种现象称为表面反转，而表面刚好反转的栅极电压称为阈值电压 (v th )。
图 6. nmos 晶体管的表面反转
图 7.图 6 所示 nmos 晶体管的相应能带图电子在源极和漏极之间形成一个传导通道。如果随后从零电位开始增加漏极电压，则漏极电流 (i d ) 开始在源极和漏极之间流动。能带进一步向下弯曲并在半导体-氧化物界面处弯曲。
这里，本征费米能级小于 p 型衬底的费米能级。这支持了这样的观点，即在表面，半导体是 n 型的（在 n 型材料的能带图中，本征费米能级的能级低于施主能级）。
仁和ERP企业OA智能办公系统软件
影响国内电动汽车市场发展的因素有哪些
得捷618正品盛会最后召集！
中国联通在4G、5G和宽带严重落后其他运营商，如何翻身逆袭？
智能化农业物联网助力传统农业升级
浅析MOS 晶体管的核心概念
开关电源噪声产生的原因
图个明白|皮线光缆详解-科兰
RFID核心技术详解
设计师如何应对 AI 的内存瓶颈
NI助力本土厂商在门槛极高的模拟领域实现突破
电脑选台FM收音机电路图,原理图
国内首家电网侧储能电站AGC联网试验成功，它主要包含哪些内容？
荧光灯电子镇流器方案详解
三星VR/XR头显Flex Magic下半年亮相，搭载骁龙XR2+平台
按照《国家智能制造标准体系建设指南》的建设思路与目标，能迪科技推出了易云维®智慧工业云平台
PLC的功能及特点介绍
光学感测技术至2025年市场规模复合增长率估24%
半导体后段封测供应链持续高速运转
LED显示屏不得不了解的防老化常识