MOS晶體管的溫度特性及受溫度影響的詳解

在MOS器件的特性方程及主要參數中，幾乎都和導電因子κ及閾電壓VT有關，而這兩個參數都是隨著溫度而變化的，因此，溫度的變化就直接影響著MOS器件和MOS電路的工作性能及其可靠性。所以在電路設計時，必須把器件的參數隨溫度變化的因素考慮進去。

一、導電因子隨溫度的變化

導電因子κ的表達式為：

其中載流子的表面遷移率以是隨溫度的變化的主要因素。MOS晶體管的溫度特性理論和實踐證明：對于N溝道和P溝道MOS器件，反型層中的電子和空穴遷移率與溫度的關系近似為：

即隨著溫度升高，反型層中載流子的遷移率是下降的，見圖1-36和圖1-37。這是由于溫度升高，載流子在溝道中受到的散射幾率增加的緣故。

在溫度為T℃時的μ和κ值，可以從下式確定：

式中T為工作溫度，和為25℃時的值，可以通過測量樣管的飽和電流而計算求得。

下面給出了隨溫度變化的關系曲線，可供電路設計時參考。

二、閾電壓隨溫度的變化

從閾電壓的表達式：

中看到，明顯隨溫度變化的因素主要是費米勢和空間電荷區電荷隨溫度的變化是極微的，完全可以忽略。

對于N溝道MOS器件：

由于與溫度的關系為：

因此是隨溫度升高而減小的，同時，空間電荷區的面電荷密度為：

它的絕對值也是隨溫度升高而減小的。所以，N溝道MOS管的VT是隨溫度升高而降低的。如圖1-39所示。

不難理解，MOS晶體管的溫度特性，對于P溝道MOS管，隨著溫度的升高，|VT|也是減小的。如圖1-40所示。

由于溫度升高，會使MOS器件的|VT|減小，將造成漏泄電流的增大。所以在設計動態MOS電路時，特別要引起注意。

聯系方式：鄒先生

聯系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯系地址：深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號

請“關注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術幫助