一、model of MOST transistor
1、溝道長度減小——速度提高——CMOS器件能夠在更高的頻率上獲得增益
2、模擬電路制程小於數字電路
3、MOST尺寸是W、L，決定了掩模上器件尺寸；
4、溝道形成過程
Vgs——形成反型層，溝道形成；
Vds——形成D、S之間的電流；
改變柵壓，能夠改變溝道的導通能力，從而改變IDS的大小。
同樣改變襯底的電壓，也能改變溝道的導通能力，從而改變IDS的大小。
5、Cox和CD
Cox：柵氧化層電容 導電介質：柵氧化物
CD：耗盡層電容 導電介質：Si
（n-1≈0.2）
耗盡層的寬度與什么有關？
1）、摻雜濃度；摻雜濃度越高，耗盡層的寬度越窄；
2）、施加在耗盡層上的電壓CBD；電壓越高，寬度越窄。
6、MOST作為開關
VDS很小，MOS工作在線性區，相當於小電阻（提供線性和伏安特性），S、D有相同的導電能力。
7、僅有Vgs決定的工作區（與Vds無關）
wi：小電流，亞閾值區，低功耗的場合——指數律特性
si：中等電流，強反型區——平方律特性
vs：速度飽和，gm受到限制。
8、gm的表達式
9、rds的表達式
10、選擇大的L、合適的vgs-vth=0.2V（為什么是0.2V？）
電路速度大，要求L小
采用電路技術來增加增益——cascode結構、增益提高技術、電流缺乏技術、自舉技術。
高增益：大的L，小的Vgs-Vth
高速度：小的L，大的Vgs-Vth（RF電路：LNA、VCO、混頻器）
增益 vs 速度。
隨着工藝的縮小，很難做到高增益。
11、PMOS和NMOS
電流、W/L相同的情況下
gm相同
rds不同（VE不同）
12、gmb和gm的關系
13、MOS工作在弱反型區wi——電流很小，流過溝道的漂移電流變成擴散電流
wi和si的轉折點，Vgs的臨界值？
三極管的gm/id=k*T/q
工作在亞閾值區的MOS管比BJT管的gm性能低。 gm較小
14、si和vs的轉折點？ Vgs-Vth=0.5V
電流較小，不想使用弱反型區，gm和id較小，噪聲就會很大，電路速度低；——低SNR和低速的應用中（生物醫療探頭）
高SNR、高速度的應用——接近弱反型區（vgs-vth=0.15V——0.2V）
15、wi和si的轉折點
約等於70mV
對於Vth=0.6V
意味着Vgs=0.67V時，從wi進入si；
一般選取VGS-Vth=0.2V
這個值與L無關，所以說即使工藝改變，L降低，這個值也基本保持在0.2V.
0.2V 是高gm和大電流之間的折中；
低電流：gm/id=1/40mV=25V(-1) 總是小於BJT BJT=1/26mV
電流增加，gm/id減小，與Vgs-Vth成反比。在Vgs-Vth=0.2時，gm/id=10。
16、vs速度飽和
1）、電流隨着過驅動電壓增加，但是gm相對平穩
2）、溝道電場很強，電子以最大速度相對運動，速度接近不變。
3）、
4）、gm不與L有關，W越大，gm越大
5）、不工作在vs的原因，電流增加，功耗增加，但是gm不變。
17、vs造成電流線性化和gm減小
θ與L有關，L越小， θ越大。 θ表征了電流線性化和gm的減小。
18、另一種方法表征vs：gm減小的原因（看成帶有源極負反饋的gm）
gm減小了1+gm*Rs倍
19、高增益：Vgs-Vth=0.2V
高頻：Vgs-Vth=0.5V
20、
21、薄的氧化層會產生柵極漏電流，氧化層隧道效應
漏柵電流正比於柵極面積。
tox減小，柵漏電流成指數增加。
22、MOS的電容：
Cox：柵氧化層電容 決定晶體管的電流
CD：耗盡層電容，取決於加在上面的電壓
Cgs=2/3*WL*Cox 在最小L下，Cgs跟W成正比
23、fT截止頻率，高於這個頻率，MOS不再提供增益 與Cgs和gm有關
減小L，fT增加；
在速度飽和時，電子通過溝道時間：L/vsat，fT=vsat/（2*pi*L） vs區，大的Vgs-Vth下獲得
弱反型區的gm小，fT大；
強反型區的gm大，fT小；
二、BJT的模型
1、BJT的好處
gm大，kT/q不會隨着工藝改變
缺點：存在基級電流。
2、
三、MOS管和BJT晶體管的差別
1、MOS零輸入電流，輸入阻抗無窮大，用MOS的電容存儲電荷並讀出大小，開關電容濾波器；
但是L減小，存在柵極漏電流，缺點；
2、輸出擺幅Vdsat
MOS管的VDSsat在0.15——0.2V（高增益），高頻——0.5V，限制輸出擺幅；
BJT的最小輸出電壓是kT/q的幾倍，低電壓，高速高增益擺幅都很大；
3、BJT的gm/id較好
相同電流下，增益大；
相同增益下，能耗小；
4、
5、設計方案不同
選定Vgs-Vth——確定了晶體管的工作點，同時確定了gm/Ids和反型速度系數。
一旦Vgs-Vth和gm確定，Ids確定，計算W/L；
6、速度變化
高速受到速度飽和的限制
MOS管：L
BJT管：基極的寬度WB
L減小，WB卻不變 MOS工藝可以實現超高速。
7、噪聲
相同的電流下，BJT的gm大，熱噪聲就小。