如何直观地分析器件 沟调效应相关问题学习心得
各位大侠好 本人CMOS模拟电路初学者最近看到拉扎维书上的沟调效应分析有一些心得和疑问写下来 有用的请大家参考说的不好的 请高手指正
先说说我个人的理解先假设一个NMOS管处于饱和状态沟道已夹断
按照拉扎维书上第二章的说法 Id的计算其实是对有效沟道长度的积分 需要2个要素 一是S端沟道厚度 二是有效沟道长度 所以可以把夹断的沟道看成一个直角三角形（非饱和状态其实就是梯形）如果将NMOS管竖直的话s端沟道厚度（Vg-Vs-Vth）就是三角形的底边有效沟道长度就是其高这样看的话就把复杂的载流子堆积分析变成了很直观的几何图形 个人感觉很是方便也易于理解
这样来看的话公式Ido=1/2*K*W/L*(Vgs-Vth)平方 其实描述的就是临界饱和状态时的电流
那么沟调效应是怎么产生的呢如果只变化D端电位其实就是D端电位增大 将三角形的高缩短了 但底边长不变所以对于上面的公式而言就应该将L替换为已经变小了的有效沟道长度Leff但在书上没有这样处理 继续延用了器件本身的宽长比 只是在公式后面乘了（1+λVds）以作修正
所以对于沟调效应来说应该有个对比的样本我认为临界饱和状态时的NMOS就是样本 如果再加大Vd就使管子进入沟道夹断状态如果是静态的话我觉得可以把它称为静沟调效应此时应该将公式Id=1/2*K*W/L*(Vgs-Vth)平方*（1+λVds）分解开就变成Ido+Ido*λVds再用Vds去除以Ido*λVds沟调效应就被剥离出来成了一个电阻1/λVds所以 只要Ido一确定该等效电阻就确定了
那么在动态情况下呢则将公式Id=1/2*K*W/L*(Vgs-Vth)平方*（1+λVds）对Vds微分也可以得出λVds再一求倒数 可得到动态时的等效电阻也为1/λVds（巧合?注定?。） 所以这个等效电阻无论是在动态还是静态时都是可用的
如果我上面的理解没错的话下面说说我的疑问
1.能否在器件的DS之间并联其他电阻以改变器件的沟调效应等效电阻这样做有意义么
2.假设NMOS饱和状态 沟道夹断如果固定住D和S端电位只改变G端电位 这样不是在Vgs固定的情况下仍然出现了沟道长度变化么这该怎么看 怎么理解?
3.再假设一种情况还是NMOS饱和 沟道夹断 有效沟道长度刚好为L/2 即夹断处在中间 如果把G端电位固定 我等量反向变化D和S端电位此时可以保持有效沟道长度不变这样就出现了Vds增大或减小了 但沟调效应却没有出现 那前面的那个修正公式是否还有效呢
自己顶一个大侠们帮我看看问题啊
good！
你这个问题问的很有意义，不过你怎么才能在电路上实现你的说法呢?拉扎维讲的都是实际电路上遇到的问题，你能在电路中固定两端电压么?或者是你能实际测量出来Leff?
如果你能做到那你就成和拉扎维一样的世界宗师了，我相信你，努力吧！
有意思。
首先谢谢您的回帖与鼓励我还以为大家都觉得这个问题很弱智懒得解释呢
我是这样想的前面我提出的那两个假设只是纯粹为了分析器件的沟调效应而作的理想实验只是从器件的角度来看的估计需要等待器件建模方面的高手来讲解
我也想过能否实现的问题第一种假设假如把NMOS的D端直接接一个电压VDDS端直接接地这样不就可以固定住了么但如果要求在系统中怎么实现我还要想想
第二种假设的实现我已经想到了D端接一个模拟系统S端加信号应该是可以实现而且还可以通过重新定义夹断点的位置来调整D端和S端得电压变化比例即不一定要变化量绝对值相等都可以实现假设
再挖一下这个帖子吧请谁能来讲讲啊这个问题把我给纠结的。跪谢啦
顶一下！有不同与书上想法是很好的，值得学习！
HI, wlw85102
你的想法很有意思，Ido+Ido*lamda*Vds。虽然ro的推导就是这样，但是从另一个角度看还是有不一样的感觉。
我来尝试回答你的问题吧
1.可以加，实际上这样做就是改变了MOS管的输出电阻。我局限的眼界里没有看到有意义的地方。
2. 如果D和S电位固定，只改变Vgs，相当于改变了电离层的厚度，等效电荷总量改变，就是你所说的三角形的底边。电离层厚度减小，使斜边抬升，于是看上去沟道有效长度减小了
3. 如果你G端固定，反相改变D和S，是可能出现有效沟道长度不变，即电流总体不变。这可以从Ids~Vds曲线上看出，相对于不同Vgs值的Ids~Vds曲线，如果划一条Ids=constant的水平线，我猜想这条线就是这种情况下的结果。
Alvays
Alvays你好首先非常感谢你的回帖 此贴沉了很久 谢谢你的关注
你的回复我有点小疑问 望能继续讨论
2.你说 “电离层厚度减小，使斜边抬升，于是看上去沟道有效长度减小了” 应该是电离层厚度减小 斜边下降吧而且变换后的三角形应该和变化前为相似三角形
3.你说 “是可能出现有效沟道长度不变，即电流总体不变” 有效沟道长度是不变 但三角形的底边发生了变化啊电流怎么会保持恒定呢
其实我最大的疑问是 书上 “在公式后面乘了（1+λVds）以作修正” 的方法的适用范围我提出两种假设的目的就是想说明VDS的变化和有效沟道长度是可以没有直接关系的
再次给些你的回帖与解答 祝一切顺利！
HI, wlw85102
忘记原来怎么想的了。在我的理解中，增加VGS，会导致反型层增厚，从而增加导电电荷浓度，从而增加电流。
饱和时增加VDS，会增大夹断区电场强度，从而增大电荷运动速度，uE，从而增加电流。
ALVAYS
13# alvays
你好 ALVAYS你的理解非常准确 你说的是物理本质 而我的用三角形法来使之更形象些现在我思考的问题是
饱和状态下的NMOS管
情况1：若将信号vds完全从D端输入即S端交流接地此时D端信号会使有效沟道长度变化
情况2：我如果在D和S分别加2个反向变换的信号vds的一半对于管子而言所加到它身上的信号总量vds仍然和情况1一致但器件内部的载流子形状却不一样那么拉扎维提出的公式和模型是否同样也适用呢
不错，很有潜力学习啊，很聪明。
15# luochunhua
哈哈 谢谢鼓励俺胡思乱想的有啥见解不妨提出来讨论讨论
所谓的静沟，为什么不用vds/Id啊 ?
好厉害啊。不过如果研究BSIM3模型会不会好一点
路过……
你好 谢谢关注我的帖子我觉得按照书上的讨论来建模来理解就好 引入新的模型可能又需要新的计算和思路考虑得又是另外一回事啦
不错的想法
改天再仔细研究一下
问题1，可以做，但好像意义不是很大
问题2，vgs已经不固定了
3.没明白
我有幸听BSIM model创立者之一讲过这个问题,当时他对这个问题的解释就是:
沟道夹断本身就是一种近似和假设,在此基础上得到的电流模型可以使用即可,无需纠结此处的物理意义.
线性区还有沟道效应呢 这是个连续的物理过程
不懂设计，从工艺角度说说我的看法
1.能否在器件的DS之间并联其他电阻以改变器件的沟调效应等效电阻这样做有意义么
没有意义，工艺上不可能做到，异想天开了
2.假设NMOS饱和状态 沟道夹断如果固定住D和S端电位只改变G端电位 这样不是在Vgs固定的情况下仍然出现了沟道长度变化么这该怎么看 怎么理解?
?只改变G端，Vgs固定，矛盾
3.再假设一种情况还是NMOS饱和 沟道夹断 有效沟道长度刚好为L/2 即夹断处在中间 如果把G端电位固定 我等量反向变化D和S端电位此时可以保持有效沟道长度不变这样就出现了Vds增大或减小了 但沟调效应却没有出现 那前面的那个修正公式是否还有效呢
改变D,S电压已经改变VT了
综上，小编不懂device，应该好好学习一下MOS器件。
部分模拟初学者，最喜欢就是像小编这样想当然了，其实稍微研究一下一阶模型的建立方法，就知道lambda是怎么来的。用得着这样去“凑”一个所谓的结果，美其名曰“直观”。 如果直观不是建立在，严谨理论推导后的升华，这种所谓直观，只会误人子弟，害人害己。
后面两个没理解，对于第一个，假设没有沟道调制效应，在管子的D和S间并联一个电阻，推导出的公式和有沟道调制效应形式一样。