沟道长度调制效应是MOS晶体管中栅下沟道预夹断后、若继续增大Vds,夹断点会略向源极方向移动。导致夹断点到源极之间的沟道长度略有减小,有效沟道电阻也就略有减小,从而使更多电子自源极漂移到夹断点,导致在耗尽区漂移电子增多,使Id增大的效应。
以在加栅压Vgs且形成导电沟道的情况下的NMOSFET为例。若漏源电压Vds增大至不可忽略,沟道电压降增大直至Vgd=VT时,由于栅漏之间电压差降低,漏端附近反型层消失,称为沟道夹断。若继续增大Vds,夹断点将向源端移动,故"看起来",有效沟道长度减小,称为沟道调制效应。
当MOS管工作在饱和区,导电沟道产生夹断,沟道的长度从L变成了L’,
此时电流公式改写为:
我们采用一个简单的参数λ来表示VDS对漏极电流ID的影响,定义:
由此可以得到考虑了沟道长度调制效应的MOS管饱和区的电流公式:
由于λ∝1/L,对于长沟道的器件而言(例如L>10um), λ的数值很小,λVDS<<1,所以这个误差可以忽略。而沟道越短,这个误差就越大。事实上,对于短沟道的MOS管,用一个简单的参数λ来体现沟道长度调制效应是非常不准确的。因而我们有时会发现,电路仿真的结果和用公式计算出来的结果完全不同。所以说一阶的近似公式更主要的是起到电路设计的指导作用。
此现象得ID/VDS特性曲线在饱和区出现非零斜率,源漏间电流源非理想。
如下图所示
MOS场效应管工作在饱和区,要虑沟道长度调制效应,但是三极管区不存在。
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