體效應詳解
在許多應用中，源極直接連接到底物（體極）B極，使得底物和溝道之間的pn結(jié)是零電壓偏置。此時底物在電路中不發(fā)揮任何作用，可以被忽略。
在集成電路中，底物通常被大量的MOS所共用。為了保證底物和所有溝道之間的pn結(jié)都是截止狀態(tài)，底物在NMOS中通常被連接到最小負電壓源（在PMOS中連接到最大正電壓源）。在這種情況下，反向偏置的pn結(jié)會對元器件造成影響。為了說明這一點，考慮一個NMOS并且讓它的底物電壓比源極電壓低（此時pn結(jié)反向偏置）。反向偏置的電壓將會擴大耗散區(qū)的體積，這回加深溝道的深度，這會導致iD增大，為了使得MOS回到原來的狀態(tài)上，就必須增大 vGS 。
電壓VSB可以看做是改變了閾值電壓Vt，關系由下面的表達式給出：
在這里Vt0是在VSB= 0條件下的閾值電壓，?f是一個物理參數(shù)一般情況是0.6V，γ是制作工藝參數(shù)，由下面的表達式給出：
在這里 q是電子電荷量，NA是p類型底物的摻雜濃度，?s是硅的介電常數(shù)。
上式反應了增大VSB會導致 Vt的增加，盡管VGS保持恒定的情況下也會增大ID 。換句話說，VBS同樣能控制ID的大小，因此體極和柵極具有相同的控制ID的能力，這個效應稱為體效應 。這里 γ 稱為體效應參數(shù)。
MOS管體效應襯偏效應
當MOS管源端電勢大于襯底電勢（VS＞VB ）時，柵下面的表面層中將有更多的空穴被吸收到襯底上，留下更多不能移動的負離子（負電中心），使得耗盡層展寬。閾值電壓升高。
1.為什么需要源端電勢大于襯底電勢？
因為對于CMOS芯片來說，特別是數(shù)字芯片來說，其襯底電壓會存在一定的波動，如果不對襯底電壓進行限制，則可能出現(xiàn)襯底電壓大于源端電壓的情況，使得PN結(jié)正偏。MOS管失效，所以需要在襯底與源之間加上適當?shù)姆雌妷海员ＷCMOS的工作狀態(tài)。這個電壓也時常被稱為襯偏電壓。
2.體效應有什么影響？
1、耗盡層展寬使得閾值電壓VT升高，進而影響器件的GM和IDS等性能。因為這些器件性能均與VT相關。
2、襯底摻雜濃度越高，襯偏效應就越明顯，以典型的CMOS工藝為例，PMOS的襯偏效應會大于普通NMOS的襯偏效應，因為制作PMOS的n阱摻雜大于襯底摻雜（摻雜濃度越高，耗盡層越窄，耗盡層電容越大，使得n阱與襯底隔離），能夠單獨控制電壓。
3、當芯片工作時，MOS管源極的電壓會不斷的變化，使得源襯之間的電壓也在不斷變化。這就是背柵調(diào)制效應，即出現(xiàn)了JFET的功能。
4、背柵調(diào)制作用使得溝道中的面電荷密度也隨著源端電壓的變化不斷變化，出現(xiàn)了電容效應。稱為襯偏電容，該電容會明顯影響器件的開關速度。
5、背柵調(diào)制效應作用對應會產(chǎn)生一個交流電阻。該電阻會使的MOS管的輸出電阻降低，電壓增益下降。
在設計中如何降低體效應的影響？
1、將源端與漏端短接。這也是采用的方法，如將NMOS的源漏都接地，將PMOS的源漏都接VDD。
2、改進電路結(jié)構(gòu)。對于某些不能將源漏短接的情況，便只能在電路結(jié)構(gòu)層面上進行改進。如在CMOS中采用有源負載。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管，三極管，MOS管，橋堆等，20年，工廠直銷省20%，上萬家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用，專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號碼或加QQ/微信，由我們的銷售經(jīng)理給您精準的報價以及產(chǎn)品介紹
聯(lián)系號碼：18923864027（同微信）
QQ：709211280