衬底电压（衬底电压偏置 多阈值 低功耗）
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衬偏效应的理论与仿真
在学习CMOS设计时，第一章就会介绍MOS管的衬偏效应，VTH会随VSB电压变化而变化。NMOS器件若非Deep Nwell结构，衬底通常接地；而PMOS器件衬底可接VDD或电路特定节点以优化性能。例如，PMOS输入源跟随器中，将PMOS衬底连接至S端可减少衬偏效应对跟随效果的影响。
在MOS-IC的工作过程中，衬底电位是动态变化的。若不控制，可能会导致场感应结和源-衬底结出现正偏，这将影响沟道导电性，使器件失效。为确保正常导电，需要在源区和衬底之间施加一个反向的衬偏电压，这个电压被称为衬偏电压。它的作用是维持场感应结始终处于反偏状态，从而保持沟道的导电功能。
衬偏效应的强度与衬底掺杂有关：在典型的CMOS工艺中，PMOS的衬偏效应比NMOS更强，因为高掺杂的n阱能更好地控制电压，与衬底的隔离更明显。
简言之，衬偏电压就是为了防止MOSFET的场感应结以及源结和漏结发生正偏、而加在源-衬底之间的反向电压。由于加上了衬偏电压的缘故，即会引起若干影响器件性能的现象和问题，这就是衬偏效应（衬偏调制效应），又称为MOSFET的体效应。
衬底偏压效应的什么是衬偏效应
简言之，衬偏电压就是为了防止MOSFET的场感应结以及源结和漏结发生正偏、而加在源-衬底之间的反向电压。由于加上了衬偏电压的缘故，就将要引起若干影响器件性能的现象和问题，这就是衬偏效应（衬偏调制效应），又称为MOSFET的体效应。
衬偏电压的引入，实际上产生了一系列与器件性能相关的效应，即衬偏效应或MOSFET的体效应。这个电压的作用类似于JFET，通过控制沟道-衬底之间的场感应p-n结，调控输出电流IDS的大小。因此，带有衬偏电压的MOSFET在本质上可以看作是由一个MOSFET和一个JFET并联而成，其中JFET的作用体现在MOSFET的体效应部分。
衬底偏置效应是指衬底与源之间的电势差不为零时，所引起的一系列效应。以Bulk NMOS为例，当Vbs非零时，会观察到阈值电压（Vth）的变化。在给衬底加上负偏压后，NMOSFET的阈值电压会相应上升。
深入解析体效应（衬偏效应）：影响与调控策略第一问：为何源端电势需高于衬底？在CMOS芯片的世界里，特别是数字电路中，衬底电压的稳定性至关重要。若不加以控制，衬底电压可能超过源端电压，导致PN结正偏，MOS管失效。
另一种策略是通过改进电路设计来减轻衬偏效应。在CMOS电路中，可以考虑使用有源负载来替换传统的负载管。有源负载的作用在于，当衬底偏压导致负载管沟道电阻增大时，它可以通过提高负载管的VGS（栅极-源极电压）来抵消这种影响，从而维持或增强负载管的导电性能，从而减少衬偏调制效应。
什么是衬底偏置效应以及衬偏电压?
1、衬底偏置效应是指衬底与源之间的电势差不为零时，所引起的一系列效应。以Bulk NMOS为例，当Vbs非零时，会观察到阈值电压（Vth）的变化。在给衬底加上负偏压后，NMOSFET的阈值电压会相应上升。
2、在MOS-IC的运行过程中，每个MOSFET的衬底电位处于动态变化之中。若不对衬底电位进行调控，可能会导致场感应结和源-衬底结出现正偏，这将直接导致器件和电路功能失效。因此，为了确保MOSFET的正常工作，必须在源区与衬底之间施加一个反向电压，称为衬偏电压。
3、简言之，衬偏电压就是为了防止MOSFET的场感应结以及源结和漏结发生正偏、而加在源-衬底之间的反向电压。由于加上了衬偏电压的缘故，就将要引起若干影响器件性能的现象和问题，这就是衬偏效应（衬偏调制效应），又称为MOSFET的体效应。
