术语百科 电学参数 阈值电压
电学参数

阈值电压

Threshold Voltage (Vth)

MOSFET开始形成导电沟道所需的最小栅极电压。

详细解释

阈值电压Vth是MOSFET最重要的参数之一。典型值:标准NMOS约0.4-0.5V,PMOS约-0.4~-0.5V(180nm工艺)。低Vth器件速度快但漏电大,高Vth器件省电但速度慢。多Vth工艺(Multi-Vt)提供不同Vth的器件选项。

工作原理

Vth = Vth0 + γ(√(2φF+VSB) - √(2φF)),其中Vth0为零偏Vth,γ为体效应系数,VSB为源衬偏压。短沟道效应使Vth随沟道长度减小而降低(DIBL)。工艺通过调整沟道掺杂和栅氧厚度控制Vth。

版图设计要点

匹配器件的Vth失配是主要误差源;2. 增大面积减小随机Vth失配;3. 短沟道器件注意Vth Roll-off;4. 多Vth选择要与功耗/速度权衡;5. 源衬偏压影响Vth,差分对共质心消除。

典型用途

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逻辑门阈值设定

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低功耗设计(高Vth器件)

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高速设计(低Vth器件)

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多Vth优化(速度-功耗权衡)

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模拟电路偏置点设计

中英对照
阈值电压
Threshold Voltage (Vth)