分享一下个人知识点的总结

相信大家初次接触IC行业，不是一上手就是画版图，首先一定有一套学习资料甩给你，让你看个三五天，好一点的企业或有专业的培训团队提供教学视频和手把手带领；那最开始对于小白而言，或多或少会接触一些MOEFET的二级效应；那么就主要讲讲我对其中的体效应的个人理解和总结。

   二级效应大概泛指Mosfet在实际工艺上带来的物理效应，在一定程度上影响着其工作性能；体效应又称为“偏衬效应”、“背栅效应”；是指Mosfet源极和衬底的电势差影响着其阈值电压的变化；理论上我们在分析MOSFET的工作原理时，会假定其源极和衬底短接，（大多数电路的MOSFET的衬底接最高或最低电位）再此基础上分析其阈值电压的定义；但实际上，电路存在较多源极和衬底电位不一致的情况，比如cascode，差分对等等；

那么在这种情况下，衬底是最低或最高的电位，以nmos为例，当Mosfet的源极电位大于衬底电位时，由源极和衬底构成的pn结反偏，耗尽层变宽，吸引衬底和沟道的自由电子，使得沟道的电子浓度降低，进而影响阈值电压。

在这里有个问题，漏极比源极电压更大才对，毕竟随着源漏电压的升高，漏极电压升高，漏极和衬底的耗尽层不断变宽，Mosfet达到饱和区，更容易吸引电子才对？

没错，漏极更容易吸引电子，那换个思路来理解呢，正常工作的nmos，一般是多子，即自由电子参与工作，并且电子是从源极流向漏极，（因为漏极电压更高，电子被吸引）如果其源极电位大于衬底电位，也在吸引电子，并且方向相反，那么一定程度上是削弱了电流Isd；那么需要增大阈值电压，才能维持原本的沟道的形成。

在这里需要扩展一下阈值电压的定义，在源极和衬底电位相等时，即Usb=0，其栅源电压增大到一定时，使沟道耗尽层出现反型，器件处于临界导通状态，那此时的栅压为阈值电压。Mosfet的反型层是指沟道耗尽层的载流子---电子浓度等于衬底的空穴浓度；反型层又分为强反型和弱反型，弱反型是指亚阈值效应的形成缘由，强反型是指沟道的电子浓度远大于衬底的空穴浓度，此时的沟道称为n沟道，（你可以把它当作n型半导体，此时源漏和沟道类似3块n型半导体连接在一起）。

所以，当源极电位大于衬底电位，源极吸引沟道的电子，一定程度上是在抑制强反型的形成，那么此时要填充沟道的自由电子的浓度，就需要从沟道的耗尽层以外的衬底吸引更多的电子，来维持沟道电子浓度，即需要增大阈值电压。

至于体效应称为“背栅效应”，是由于衬底属于低掺杂的高阻材料，在一定程度上形成和栅极一样的开关性质，即体效应的另一种情况，当衬底的电位变得更低时，也影响着阈值电压的增大。

比如当衬底接了更低的电位，或者MOSFET的衬底环离的很远引入了寄生电阻，存在压降，致使衬底电位变化，栅极和衬底压差变大，沟道的耗尽层变宽，载流子电子浓度降低，负离子增多，要维持强反型，需要增大阈值电压，吸引衬底的自由电子，但是负离子在一定程度上会排斥电子，需要继续增大阈值电压。

背栅mosfet是指在衬底下方制作了一层栅极材料，称为背栅，和正栅一起控制着器件的导通特性，通常背栅mosfet运用于高压电路，源于其优良的耐压能力。

对于高掺杂的衬底，更难反型，需要更多的沟道载流子才能平衡衬底载流子浓度，所以pmos比nmos的体效应更显著。