 以硅基器件为代表的半导体器件在电子信息技术及产业中的应用使人类社会已进入了信息化、网络化时代. 在全球信息化和经济全球化的进程中, 以通信、计算机、网络、家电为代表的信息技术和信息产业获得了迅猛发展，而信息技术的迅速发展依赖于半导体技术的迅猛发展，所以说，半导体技术是信息技术的基石。 MOSFET是超大规模集成电路芯片（CPU、RAM等）中最重要的器件. CMOS技术因其抗噪声能力强和静态功耗低等优点已成为VLSI的主流技术. 近些年，薄膜晶体管（TFT）因在显示技术、集成传感器、IC领域有潜在的应用前景而受到广泛关注。 一. MOSFET模型 器件模型是通过I-V, C-V以及器件中载流子输运过程描述器件的端特性，这些模型应能够反映器件在所有工作区域的特性. 分为物理模型和等效电路模型。  · 器件物理模型：根据器件的几何图形、掺杂分布、载流子输运方程和材料特性等预测器件的端特性和输运特性. 特点：1）通常需要二维或三维的数值计算； 2）能揭示器件的内在物理效应； 3）一般只适用于器件物理研究和器件开发； 4）部分工作区能找到收敛的解析模型，可应用于电路模拟器. · 等效电路模型 将器件等效成由一些基本单元组成的电路，器件特性由该等效电路特性来描述.  特点：1）可解析求解； 2）不能揭示器件的内在物理效应； 3）适合于电路模拟器. · 电路模拟器的功能 1）DC模型-----静态模型； 2）瞬态模型-----大信号动态模型； 3）AC模型-----小信号模型. · 电路模拟器对晶体管模型的要求 : 准确、简单 二. 电路模拟器中常用的器件模型. · · 1.解析模型----模型方程直接由器件物理导出. A）薄层电荷模型（基于表面势）----该模型在所有工作区域内连续；可精确计算；需要迭代求解. B）半经验解析模型----根据主要的物理现象，对器件的不同工作区域进行近似求解. 解析模型的优点： A）描述了物理过程和几何结构之间的关系； B）描述了器件的电学特性. 2.查表模型----建立器件特性数据库（系数表），通过查表得到新器件的电流和电导值. 3.经验模型----模型方程基于实验数据的曲线拟合.  · 三.MOSFET模型参数提取 MOS晶体管模型中的参数一般通过测量大量的不同尺寸（不同沟道长度和宽度）的实验器件样品得到（即从各种不同尺寸MOSFET的I-V和C-V曲线中提取模型参数）.要理解模型参数的提取，首先要理解MOSFET基础理论。 1.泊松方程   简化泊松方程：  2.电子与空穴的连续性方程  上式中，R = U - G ，U、G 、R 分别为复合率、产生率和净复合率。R > 0 表示净复合，R < 0 表示净产生。 简化后：  3.电子与空穴的电流密度方程  简化半导体电流密度方程：  无论N型或者P型MOS管，其工作原理本质是一样的。MOS管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性，不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应，因此在开关应用中，MOS管的开关速度应该比三极管快。 · |
