MOSFET柵漏電流噪聲模型研究

由BSIM4提出的簡易MOS模型的柵極電流分量模型

其中，JG是柵極電流密度，L是溝道長度，W是溝道寬度，x是沿溝道的位置(源極處x=0，漏極處x=L)，IGS和IGD是柵極電流的柵／源和柵／漏分量。通過線性化柵電流密度與位置的關系，簡化這些等價噪聲電流分析表達式，所得的總柵極電流噪聲表達式為

常數KG可通過低頻噪聲實驗測試獲得，IG可通過直流測試得到。
(4)柵電流噪聲電容等效電荷漲落模型。
FET溝道中的熱噪聲電壓漲落導致了溝道靜電勢分布的漲落。溝道成為MOS電容的一塊平板，柵電容之間的電壓漲落引起電荷漲落，將電荷漲落等效于柵電流漲落。在Van Der Ziel對JFET誘生柵噪聲的早期研究之后，Shoji建立了柵隧穿效應的MOSFET模型，即是將MOS溝道作為動態分布式的RC傳輸線。器件溝道位置x處跨越△x的電壓漲落驅動兩處傳輸線：一處是從x=0展伸至x=x，另一處從x=x展伸至x=L。柵電流漲落作為相應的漏一側電流漲落和源一側電流漲落之間的差異估算得出。在極端復雜的計算中保留Bessel函數解的首要條件，于器件飽和條件下，估算得出了柵電流漲落噪聲頻譜密度解析表達式為

2 模型分析與探討
實驗表明，超薄柵氧MOSFET柵電流噪聲呈現出閃爍噪聲和白噪聲成分，測試曲線表明白噪聲接近于散粒噪聲(2qIG)。對于小面積(W×L=0．3×10 μm2)器件，1／f噪聲成分幾乎為柵電流IG的二次函數，柵電流噪聲頻譜密度SIG(f)與柵電流IG存在冪率關系，即SIG(f)∝IGγ。