Điện áp ngưỡng

Kết quả mô phỏng sự hình thành kênh đảo ngược (mật độ điện tử) và đạt được điện áp ngưỡng (IV) trong MOSFET nanowire Lưu ý rằng điện áp ngưỡng cho thiết bị này nằm trong khoảng 0,45 V.

Trong kỹ thuật linh kiện bán dẫn điện áp ngưỡng là điện áp rơi tối thiểu cần thiết đặt lên đôi cực điều khiển để tạo được đường dẫn điện qua linh kiện.

Điện áp ngưỡng, thường ký hiệu là V_th, thể hiện rõ nhất ở diode, transistor BJT và N-MOSFET, là thiên áp trên đôi cực điều khiển.

Trong diode silic chỉnh lưu công suất nhỏ V_th thiên áp thuận V_A-K cỡ 0,7 V. Các diode Schottky silic có V_A-K cỡ 0,3 V. Các transistor BJT silic có V_B-E cỡ 0,6 V.

Trong transistor hiệu ứng trường N-MOSFET V_th là điện áp chênh giữa cực gate và cực source tối thiểu V_GS(th) cần thiết để tạo đường dẫn giữa các cực source và drain. Đây là một yếu tố mở rộng quan trọng để duy trì hiệu suất năng lượng.^[1][2]

Đối với các transistor hiệu ứng trường tiếp giáp JFET và P-MOSFET, điện áp ngưỡng thường được gọi là "điện áp ngắt". Điều này hơi khó hiểu vì độ chụm được áp dụng cho transistor hiệu ứng trường cách điện (IGFET) đề cập đến độ điều biến kênh dẫn ở mức bão hòa dòng điện với độ chênh điện áp source–drain cao, mặc dù dòng điện không bao giờ tắt. Không giống như trạng thái cắt, thuật ngữ "điện áp ngưỡng" là rõ ràng và đề cập đến cùng một khái niệm trong bất kỳ transistor hiệu ứng trường nào.^[3]

Vì rằng các đặc tuyến là đường cong trơn, không có gấp khúc, nên giá trị cụ thể của điện áp ngưỡng phụ thuộc ở mức nhất định vào giá trị dòng dẫn ở mức được coi là thông kênh dẫn.

Vùng nghèo của nMOSFE thiên áp dưới ngưỡng V_th

Vùng nghèo của nMOSFE thiên áp trên ngưỡng V_th, kênh dẫn hình thành

Tham khảo

1. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Second Edition, New York: Wiley and Sons, 1981, pp. 496–504.
2. Simon M. Sze, Kwok K. Ng. Physics of Semiconductor Devices. 3. Edition. John Wiley & Sons, 2006, ISBN 978-0-471-14323-9.
3. Sugii, Watanabe and Sugatani. Transistor Design for 90-nm Generation and Beyond. (2002)

Liên kết ngoài

• Online lecture on: Threshold Voltage and MOSFET Capacitances, Dr. Lundstrom.