亚阈值电压（亚阈值电压公式）
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EDA探索丨第3期:亚阈值摆幅“摆”了什么?
1、探讨亚阈值摆幅的概念及其在半导体器件设计中的重要性。亚阈值区是指从零电压到阈值电压这一段电流连续变化的区域，描述其性质的关键参数是亚阈值摆幅（Swing）。理想开关应为二值化，即电流在达到阈值电压时达到饱和，低于阈值电压则迅速归零。
2、亚阈值摆幅（SS）与阈值电压（Vth）紧密相关，阈值电压指的是晶体管开始导电时所需的最小栅极电压。在低于阈值电压的情况下，晶体管不会导电，而当栅极电压超过阈值时，电流开始显著增加。因此，亚阈值摆幅反映了在阈值电压附近晶体管电流随栅极电压变化的敏感度。
3、理想中的亚阈值摆幅我们追求的是STS值越小越好，因为这象征着晶体管的栅控能力强大。当栅压低于阈值电压，器件处于亚域区，电流几乎为零。一旦阈值电压被跨越，电流会迅速响应，显示出极高的灵敏度。
半导体器件——亚阈值摆幅(STS)
在半导体器件的精密控制中，亚阈值摆幅（Subthreshold Swing， STS）扮演着关键角色。它是源漏电流随栅压每提升一个数量级时，电流变化的度量，其值越小，意味着控制精度越高。让我们透过几个关键点，深入理解这个至关重要的概念。
亚阈值摆幅 （Subthrehold Swing） 是指源漏电流每升高一个数量级的变化。理想情况下，我们希望亚阈值摆幅越小越好。这反映了更好的栅控能力，即在亚域区，即栅压小于阈值电压时，器件完全关断，源漏电流为零。一到阈值电压，晶体管迅速打开。
探讨亚阈值摆幅的概念及其在半导体器件设计中的重要性。亚阈值区是指从零电压到阈值电压这一段电流连续变化的区域，描述其性质的关键参数是亚阈值摆幅（Swing）。理想开关应为二值化，即电流在达到阈值电压时达到饱和，低于阈值电压则迅速归零。
*KT/q=56mV/dec≈60 mV/dec，但一些新型器件，如隧穿器件（Tunneling Transistor），可以获得低于此理论值的亚阈值摆幅。在大规模数字集成电路的缩小规则中，恒定电压缩小规则、恒定电场缩小规则等都不能减小S值，所以这些缩小规则都不适用，只有采用半经验的恒定亚阈特性缩小规则才比较合理。
-4 迁移率、阈值电压、亚阈值摆幅 - 描述晶体管性能的关键参数。50-5 Idsat、Ioff与Vdd - 开启电流、关态电流和工作电压，体现性能和功耗。5 应力 - 通过施加物理压力提升器件性能，是生产过程中的常用手段。
怎样让MOS管工作在亚阈值区
1、根据查询中国工业网得知。由于MOS管的阈值电压不同，需要选择合适的MOS管。MOS管的输出电流非常微弱，采用合适的电路设计方法。控制输入电压，即可调到亚阈值区。
2、以nmos为例，其阈值电压（Vth）=0.7V，而亚阈值区就是使mos管沟道中形成反型层但是还没有形成强的反型层，即当所加栅源间电压VgsVth，但是Vgs不能太小，不然mos管就截止了。
3、亚阈值斜率或亚阈摆幅（S）是MOSFET在亚阈区工作性能的关键参数，它反映了输出饱和电流减小10倍时所需改变的栅-源电压的大小。减小S值、提高MOSFET的亚阈区工作速度的措施包括减小界面态、降低衬底的掺杂浓度、加上衬偏电压以及限制器件温升等。
4、N型MOS管四端器件 当栅源电压差小于阈值电压时（工作在亚阈值区），漏源之间有很小的电流，和栅源电压成指数关系。当栅源电压大于阈值电压时，并且漏源电压较大时，漏源之间有较大电流，其与栅源电压成平方关系。若漏源电压较小时，漏源之间有电流，可看成电阻。
为什么要关注亚阈值
观察电流。亚阈值是是在MOS管理想的电流电压特性中，称亚阈值漏电流，需要观察电流，所以关注，是金属氧化物半导体场效应管栅极电压低于晶体管线性导通所需的阈值电压。
亚阈电流的特点是能够被栅极电压精确控制，这对于在低电压和低功耗环境中运行的电子设备，如逻辑开关和存储器等大规模集成电路，具有显著的优势。因此，亚阈状态的MOSFET在现代电子技术中扮演着关键角色，特别在需要高效能和低能耗的应用中，备受关注和重视。
优化亚阈值摆动：挑战与机遇 尽管存在理论上的挑战，铁电材料在亚阈值摆动优化方面展现出了潜力。北京大学的Huimin Wang团队发现，即使没有持续的负电容状态，动态电容的负微分电容效应也可能带来性能提升。
