MOSFET柵漏電流噪聲模型研究

由BSIM4提出的簡(jiǎn)易MOS模型的柵極電流分量模型

其中，JG是柵極電流密度，L是溝道長(zhǎng)度，W是溝道寬度，x是沿溝道的位置(源極處x=0，漏極處x=L)，IGS和IGD是柵極電流的柵／源和柵／漏分量。通過線性化柵電流密度與位置的關(guān)系，簡(jiǎn)化這些等價(jià)噪聲電流分析表達(dá)式，所得的總柵極電流噪聲表達(dá)式為

常數(shù)KG可通過低頻噪聲實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得，IG可通過直流測(cè)試得到。
(4)柵電流噪聲電容等效電荷漲落模型。
FET溝道中的熱噪聲電壓漲落導(dǎo)致了溝道靜電勢(shì)分布的漲落。溝道成為MOS電容的一塊平板，柵電容之間的電壓漲落引起電荷漲落，將電荷漲落等效于柵電流漲落。在Van Der Ziel對(duì)JFET誘生柵噪聲的早期研究之后，Shoji建立了柵隧穿效應(yīng)的MOSFET模型，即是將MOS溝道作為動(dòng)態(tài)分布式的RC傳輸線。器件溝道位置x處跨越△x的電壓漲落驅(qū)動(dòng)兩處傳輸線：一處是從x=0展伸至x=x，另一處從x=x展伸至x=L。柵電流漲落作為相應(yīng)的漏一側(cè)電流漲落和源一側(cè)電流漲落之間的差異估算得出。在極端復(fù)雜的計(jì)算中保留Bessel函數(shù)解的首要條件，于器件飽和條件下，估算得出了柵電流漲落噪聲頻譜密度解析表達(dá)式為

2 模型分析與探討
實(shí)驗(yàn)表明，超薄柵氧MOSFET柵電流噪聲呈現(xiàn)出閃爍噪聲和白噪聲成分，測(cè)試曲線表明白噪聲接近于散粒噪聲(2qIG)。對(duì)于小面積(W×L=0．3×10 μm2)器件，1／f噪聲成分幾乎為柵電流IG的二次函數(shù)，柵電流噪聲頻譜密度SIG(f)與柵電流IG存在冪率關(guān)系，即SIG(f)∝IGγ。