最近經常有朋友問到閾值電壓的問題，今天為大家帶來的閾值電壓的知識分享，為大家詳細講解閾值電壓是什么意思，希望能夠為大家帶來幫助。

        一、閾值電壓的定義

        閾值電壓：若在一定的偏置電壓下，溝道(反型層)內的載流子濃度與襯底載流子濃度相等，則認為此時的偏置電壓為閾值電壓。通常將傳輸特性曲線中輸出電流隨輸入電壓改變而急劇變化轉折區的中點對應的輸入電壓稱為閾值電壓。在描述不同的器件時具有不同的參數。如描述場發射的特性時，電流達到10mA時的電壓被稱為閾值電壓。

        比如常見的mos管，當器件由耗盡向反型轉變時，要經歷一個si表面電阻濃度等于空穴濃度的狀態，此時器件處于臨界導通狀態，器件的柵電壓定義為閾值電壓，它是MOSFET的重要參數之一;如描述場發射的特性時，電流打到10mA時的電壓被稱為閾值電壓。

        二、閾值電壓影響因素

        一個特定的晶體管的閾值電壓有很多影響因素，比如背柵的摻雜，電介質的厚度，柵極材質和電介質中的過剩電荷。

        1、背柵的摻雜

        backgate的摻雜是決定閾值電壓的主要因素。如果背柵摻雜越多，它的反轉就越難。如果想要反轉就要更強的電場，閾值電壓就上升了。MOS管的背柵摻雜能通過在介電層表面下的稍微的implant來調節。這種implant被叫做閾值調整implant(或Vt調整implant)。如果implant是由受主組成的，那么硅表面反轉就更難，閾值電壓因此會升高。如果implant是由受主組成的，那么硅表面反轉會更容易，閾值電壓降低。如果注入的donors夠多，硅表面實際上就反向摻雜了。所以，在零偏置下就有了一薄層N型硅來形成永久的溝道。隨著柵極偏置電壓的升高，溝道變得越來越強的反轉。隨著柵極偏置電壓的下降，溝道變的越來越弱，最后消失了。這種NMOS管的閾值電壓實際上是負的。這樣的晶體管稱為耗盡型NMOS。

        2、電介質

        電介質在決定閾值電壓方面起了重要性作用。厚電介質由于比較厚而削弱了電場。所以厚電介質使閾值電壓升高，而薄電介質使閾值電壓降低。理論上來講，電介質成分也會改變電場強度。但實際情況來講，幾乎所有的MOS管都用純sio2作為gate dielectric。這種物質可以以極純的純度和均勻性生長成特別薄的薄膜;其他物質跟它都不能比。

        3、柵極的物質成分

        柵極的物質成分對閾值電壓也會有所影響的。當GATE和BACKGATE短接時，電場就施加在gate oxide上。這主要是因為GATE和BACKGATE物質之間的work function差值引起的。幾乎所有數實際應用的晶體管都用重摻雜的多晶si作為柵極。改變多晶硅的摻雜程度就能控制它的work function。

        4、介電層與柵極界面上過剩的電荷

        GATE OXIDE或氧化物和硅表面之間界面上過剩的電荷也會影響閾值電壓。這些電荷中有離子化的雜質原子，捕獲的載流子，或結構缺陷。電介質或者是它表面捕獲的電荷會影響電場并進一步影響閾值電壓。如果被捕獲的電子隨著時間，溫度或偏置電壓而變化，那么閾值電壓也會隨之變化。

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