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VTH、功函数

已有 1933 次阅读| 2015-9-25 19:57 |个人分类:朝花夕拾

阈值电压 (Threshold voltage):通常将传输特性曲线中输出电压随输入电压改变而急剧变化转折区的中点对应的输入电压称为阈值电压.在描述不同的器件时具有不同的参数。

如MOS管，当器件由耗尽向反型转变时，要经历一个 Si 表面电子浓度等于空穴浓度的状态。此时器件处于临界导通状态，器件的栅电压定义为阈值电压，它是MOSFET的重要参数之一。
NFET的VTH通常定义为界面的电子浓度等于P型衬底的多子浓度时的栅压。

其中

这是多晶硅栅和硅衬底的功函数之差(下面会讲到功函数)；

是半导体静电平衡势垒(也叫费米能级，暂不清楚具体定义)，VT是热电压，Nsub是衬底的掺杂浓度；

是耗尽区的电荷，

表示硅的介电常数，Cox是单位面积的栅氧化层电容。

功函数(work function)又称功函、逸出功，在固体物理中被定义成：把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。
功函数的大小通常大概是金属自由原子电离能的二分之一。金属的功函数表示为一个起始能量等于费米能级的电子，由金属内部逸出到真空中所需要的最小能量。功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱，功函数越大，电子越不容易离开金属。金属的功函数约为几个电子伏特。铯的功函最低，为1.93ev；铂的最高，为5.36ev。功函数的值与表面状况有关，随着原子序数的递增，功函数也呈现周期性变化。在半导体中，导带底和价带顶一般都比金属最小电子逸出能低。要使电子从半导体逸出，也必须给它以相应的能量。与金属不同，半导体的功函和掺杂浓度有关。