我们知道,漏电流会导致功耗,尤其是在较低的阈值电压下。下面我们来了解在MOS管漏电流找到的主要的六大原因。
1. 栅极电流
MOSFET中漏极电流产生的原因是由于材料或制造工艺的不完美导致的。例如,MOSFET内部的绝缘层可能具有缺陷,导致绝缘层不完全阻挡漏极电流。此外,MOSFET内部的杂质或缺陷也可能导致漏极电流。
解决方法:提高制造工艺的质量控制,减少杂质和缺陷的存在,并增加绝缘层的质量。
2.热载流子
热载流子是指主要是由于载流子在器件中的能量损失产生的。当MOSFET工作时,由于载流子在通道中的散射和碰撞,会产生热能。这些热能会增加载流子的能量,导致一部分载流子越过沟道势垒,漏电流增加。
解决方法:优化器件结构和材料,减少热漏电的产生。可以通过改变沟道长度、增加绝缘层厚度等方式来降低漏电流。可以通过降低工作温度、降低电源电压等措施来减少热漏电。
3.PN结反向饱和电流
MOS的漏极/源极和衬底结被反向偏置。由于反向偏置区域中少数载流子的漂移/扩散,以及由雪崩效应产生的电子-空穴对形成反向电流。这种反向电流会导致功耗和损耗增加。
解决方法:
在MOSFET的反向电路中添加一个反向电流抑制电路,有效地减小反向漏电流的大小。反向漏电流随着结温的上升呈指数规律增加。控制MOSFET的结温可以减小反向漏电流的大小。
4 衬底漏电
衬底漏电:衬底漏电是由于衬底和其他电极之间的电场引起的泄漏电流。衬底漏电与衬底与源极之间的电场强度、电子迁移率和器件尺寸有关。
解决方法:加强衬底与其他电极之间的绝缘以减小电场影响。
5. 漏极漏电
漏源电流是由于漏极和源极之间的耗尽区互相作用,降低源极势垒而导致的泄漏电流。
解决方法:优化器件结构和设计,以降低耗尽区的影响。
6. 亚阈值漏电
亚阈值漏电是由于将电荷载流子注入沟道表面的源极所导致的泄漏电流。
在亚阈值区,沟道中的电荷积累较少,导致漏电流较小。
(提示:在弱反演中,少数载流子的浓度很小,但不为零。)
解决方法:通过优化器件结构和工艺参数来减小亚阈值漏电。
(部分资料来源于网络)
以上就是关于MOS管漏电流的六大原因,当然还有其它大大小小的因素会影响MOS管漏电流的情况,后面我们有机会再一起探讨!
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