（１）しきい値電圧

令和元年度

集積回路設計技術・次世代集積回路工学特論 レポート題

群馬大学

松田順一

（１）しきい値電圧

   

nm 5 :

C/cm 10

3 10

1.6 Q

V 56 . 0 n

n

2 10

19 '

o























ox

Fn

・ゲート酸化膜厚 t

・界面固定電荷密度：

）

： ゲートのフェルミ電位 ゲート（

・

なトランジスタサイズ を無視できるほど大き

・短／狭チャネル効果



3 10

19

23 14

14

cm 10 1.45 :

C 10 1.6 q

:

J/K 10

1.38 :

F/cm 10

854 . 8 7 . 11 :

Si

F/cm 10

854 . 8 84 . 3 :



































i ox

ox

n k

温）

真性キャリア密度（室 素電荷量　

ボルツマン定数 の誘電率

酸化膜の誘電率





2

を求めなさい。

基板不純物濃度

）を得る場合の

（室温 きい値電圧

下記の

NA

T 300K でし 0.6V

MOSFET

Nch 

0

0  

 



 _FB

T V

V

q

t kT

t

F  

   

₀ 2 6 しきい値電圧

Nch-MOSFET

（２）ドレイン電荷 Q

しなさい。

以下になることを導出

が のドレイン電荷

状態の て、

照強反転モデルを用い

簡単化されたソース参 QS MOSFET Q_D

 

 

    

    ²

2 '

' '

2 1 2 1

SB DB

SB DB

T GS

SB CB

SB CB

T GS CB

SB CB

T SB GB

ox I

I

V V

V V

V V

V V

V V

V V

L x V x

V V

V V

V C Q

Q















 

















 の関係

と 　　

転層電荷

：単位面積当たりの反

 

 

 

 



T GS DS

DS DS

DS DS

DS DS T

GS ox DS

DS DSN

V V V

V V

V V V

V V

C V L I W

I I

 











 

 





' '

' '

2 '

'

2 '

, 0

, 1

2 , 1

照強反転モデル 簡単化されたソース参

3

参考にしなさい。

導出にあたり、以下を

ト酸化膜容量 単位面積当たりのゲー

ゲート長 ゲート幅

: :

:

'

Cox

L

  W

 ²

3 2

'

1 15

6 12

8 4















 



 _{ox GS T}

D WLC V V

Q

CB V

V

I DSN

D Q dV

L x I

Q W

DB

SB





  ^{2 '2}

（３）ＭＯＳＦＥＴの飽和特性

（４）サイリスタ（公開講座）

・レポート提出期限 ２０１９年７月３１日（水）

・提出場所 電気系 事務局

強反転状態にある

において、ドレイン電圧をゼロから 上げていくとあるドレイン電圧でドレイン電流が飽和します。

この現象がなぜ起こるのか、その理由を説明しなさい。

サイリスタ、

、

の各動作メカニズムについて説明し

なさい。