场效应晶体管阈值电压（场效应晶体管参数测试）
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vth是什么电压
1、vth是指场效应晶体管的阈值电压。 场效应晶体管的工作原理是依靠栅极场效应控制电荷载流子通道的导电性能，阈值电压（vth）是指当栅极电压为0 时，没有电流通过，这时栅源电压已经匹配了源漏电压，达到了非常小的电流（7-10uA）时，就可以开始通过电流控制器管道的导电性。
2、电路图中vth代表着电路的开路电压，是指在一定条件下，当电路中没有电流流过时，电源和负载之间的电压差值。对于许多电路设计来说，vth的值是非常重要的，因为它决定了如何控制电路中的电流和电压。通常情况下，vth可以被看作电路的“起点”。
3、vth是MOSFET器件上的阈值电压，它是指在引脚之间加入足够的电压时形成的通道。这种通道可形成一个连接源极和漏极的“管子”，使其在哪些情况下可以通过电流。vth值与MOSFET的制造过程有关，因此不同厂家的MOSFET可能具有不同的vth值。vth通常用于评估MOSFET的开启特性和指导其设计，以最大化其性能。
4、Vth，即开路电压阈值（Threshold Voltage），是指场效应晶体管（FET）在关闭状态下的电压阈值。这个电压阈值在FET工作时起到了很重要的作用，控制着FET导通时的电流和输出电压的大小。换而言之，Vth决定了FET的灵敏度和可控性能。在化工行业中，Vth的应用主要体现在半导体器件的生产和应用中。
5、Vth（门槛电压/Threshold Voltage）是使MOSFET从截止区转换到导通区所需的最小Vgs值。增强型MOSFET在Vgs大于Vth时开始导电；耗尽型MOSFET减小Vgs到特定点会截止。Vth由MOSFET物理构造和制造工艺决定。Vgs、Vds和Vth共同决定MOSFET的操作状态，包括是否导电、导电时电流量以及工作在特性曲线的哪个部分。
功率场效应晶体管的优点
1、即是在大功率范围应用的场效应晶体管，它也称作功率MOSFET，其优点表现在以下几个方面： 具有较高的开关速度。 具有较宽的安全工作区而不会产生热点，并且具有正的电阻温度系数，因此适合进行并联使用。 具有较高的可靠性。 具有较强的过载能力。短时过载能力通常额定值的4倍。
2、在过载能力方面，功率场效应晶体管表现出色，短时过载能力通常可达额定值的4倍，具有出色的抗负载冲击性能。
3、场效应管具有高输入阻抗、低输出阻抗和高增益等优点，被广泛应用于放大电路的设计、数字逻辑电路和功率放大器等方面。在通信、音频和射频领域中，场效应管也扮演着重要的角色，有助于提高设备性能和提升信号质量。 场效应管与其他晶体管的比较 相对于双极型晶体管，场效应管具有许多独特的优势。
4、图3展示了SIPMOS的输出特性，显示了栅极控制电流与电压关系。功率MOSFET作为电压型控制器件，具有与集成电路连接方便、开关频率高（可达100MHz）等优点，但导通电阻相对较大，且在低频下功率损耗高于双极型晶体管（GTR）。尽管如此，由于其能显著缩小装置体积并提高性能，正逐步取代容量相等的GTR。
跨导外推法测阈值电压
1、跨导外推法是一种常用于测量场效应晶体管（FET）的阈值电压的方法。阈值电压是指在FET中，输入电压达到一定程度时，导致输出电流开始出现显著变化的电压值。跨导外推法基于FET的特性曲线，通过测量FET的输出电流和输入电压之间的关系来确定阈值电压。
2、在MOSFET中，计算跨导（g）主要通过偏导数方法进行。首先，需要确定MOSFET的工作区域。若Vds小于Vgs减去阈值电压Vt（case1，线性区），跨导g可以表示为：g = u*Cox*（W/L） * [（Vgs-Vt）*Vds - 0.5（Vds^2）]，其中u是迁移率，Cox是单位栅电容，W和L是MOSFET的宽度和长度。
3、为了进一步确认MOS管的好坏，还可以使用专业的半导体测试仪器进行更精确的测量。这些仪器可以对MOS管的各项参数进行详细的测试，包括阈值电压、跨导、漏电流等，从而更准确地判断MOS管的工作状态。需要注意的是，MOS管的损坏可能由多种原因引起，例如过压、过流、静电击穿等。
4、此外，P沟道MOS晶体管阈值电压的绝对值一般偏高，要求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性，与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容。
晶体管亚阈状态(1)基本概念
晶体管亚阈状态，简称亚阈值区，是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的一种特殊工作模式。当栅极电压Vgs低于阈值电压VT，即Vgs≤VT，且表面势ψs接近费米势ψb，即表面呈现弱反型状态时，MOSFET进入亚阈状态。在这个状态下，尽管电流相对较小，被称为亚阈电流，但其重要性不容忽视。
晶体管亚阈状态是MOSFET的一种重要工作状态（工作模式），又称为MOSFET的亚阈值区（Subthreshold region）。这是MOSFET的栅极电压Vgs处在阈值电压VT以下、又没有出现导电沟道的一种工作状态，即是Vgs≤VT 、表面势ψs ≈ 费米势ψb（即表面为弱反型）的状态。
亚阈电流就是由源区注入到衬底表面的少数载流子、并扩散到漏区所形成的电流，本质上是少数载流子的扩散电流（在半导体衬底表面附近处的扩散电流）。当然，由于对应的n+-p-n+双极晶体管的基区宽度很大，所以通过的亚阈电流也必然较小，而且电流放大系数也必然很低。
功率场效应晶体管优点
1、即是在大功率范围应用的场效应晶体管，它也称作功率MOSFET，其优点表现在以下几个方面： 具有较高的开关速度。 具有较宽的安全工作区而不会产生热点，并且具有正的电阻温度系数，因此适合进行并联使用。 具有较高的可靠性。 具有较强的过载能力。短时过载能力通常额定值的4倍。
2、在过载能力方面，功率场效应晶体管表现出色，短时过载能力通常可达额定值的4倍，具有出色的抗负载冲击性能。
3、场效应管具有高输入阻抗、低输出阻抗和高增益等优点，被广泛应用于放大电路的设计、数字逻辑电路和功率放大器等方面。在通信、音频和射频领域中，场效应管也扮演着重要的角色，有助于提高设备性能和提升信号质量。 场效应管与其他晶体管的比较 相对于双极型晶体管，场效应管具有许多独特的优势。
4、图3展示了SIPMOS的输出特性，显示了栅极控制电流与电压关系。功率MOSFET作为电压型控制器件，具有与集成电路连接方便、开关频率高（可达100MHz）等优点，但导通电阻相对较大，且在低频下功率损耗高于双极型晶体管（GTR）。尽管如此，由于其能显著缩小装置体积并提高性能，正逐步取代容量相等的GTR。
5、功率场效应晶体管（Power MOSFET）是利用半导体材料的场效应原理制成的器件，它通过施加在半导体表面的外电场来控制或改变半导体导电特性。 功率MOSFET的元件符号如图1所示，其中G、D、S分别代表栅极、漏极和源极。除了功率MOSFET，还有MISFET、MESFET、JFET等几种场效应晶体管。
场效应晶体管——MOSFET的短沟道和窄沟道效应
短沟道效应在场效应晶体管（MOSFET）中是一个重要现象，当器件的沟道长度小到可以与源结和漏结的耗尽层宽度相比拟时，源结和漏结的耗尽区对沟道内电势分布产生显著影响，导致一系列特性的改变。这种效应主要表现为阈值电压随沟道长度的下降而下降，载流子迁移率的下降，以及弱反型漏电流的增加。
影响阈值电压的短沟、窄沟效应沟道长度减小到一定程度后，源、漏结的耗尽区在整个沟道中所占的比重增大，栅下面的硅表面形成反型层所需的电荷量减小，因而阈值电压减小。同时衬底内耗尽区沿沟道宽度侧向展宽部分的电荷使阈值电压增加。
认真来说，应该是小尺寸CMOS的二级效应。目前主要有五种，最主要的有三种。分别是短沟道效应，窄沟道效应，饱和区沟道长度调制效应，迁移率退化以及速度饱和效应，外加热电子效应。最主要的就是前三种。
在SPICEⅡ中，MOS晶体管的模型有几种，例如：MOS1：一级平方律模型。—— 只考虑了MOSFET的基本性能；适用于长沟道、低精度的情况。MOS2：二级分析模型。
经典物理学无法自洽解释短沟道效应、窄沟道效应和量子隧穿效应。这些效应与粒子和波动的理论解释均不兼容，而波动力学的解释在这些情况下显得更为自洽。然而，波动力学解释仍然存在“二次量子化”的缺陷，即波包难以重新聚合，因此无法自洽解释量子隧穿效应。
对于VLSI中的实际小尺寸MOSFET而言，发生NWE的机理往往不是“边缘场”的关系，而是工艺问题所致：因为这里总有高剂量的场区离子注入，在退火时离子会产生侧向扩散，使得沟道区的有效杂质浓度升高，从而导致阈值电压增高。因此，在减弱窄沟道效应所采取的措施上，就需要从工艺技术方面来考虑。
