CV 特性

栅-沟道电容

简称为栅电容（gate capacitance）。它是必要的，产生器件工作所需的沟道电荷。

• 上极板：栅极
• 下极板：与源极连接的沟道（饱和时沟道将在近漏处消失，因此不计入漏极）
• 绝缘介质：栅氧

见上一节式 $(3)$，栅电容有：

$$C_g=C_{ox}WL$$

大多数晶体管采用工艺允许的最小可制造沟道长度，可将 $L$ 视为某一工艺下的常数。因有：

$$C_g=C_{permicron}W \quad \text{where} \quad C_{permicron}=C_{ox}L=\frac{\varepsilon_{ox}}{t_{ox}}L$$

若更先进的制造工艺能使沟道长度 $L$ 与栅氧厚度 $t_{ox}$ 按相同倍数缩小，$C_{pemicron}$ 保持不变。该量的物理含义是 capacitance per micron，即每 1 微米的晶体管宽度所增加的栅电容。

• $C_{permicron}$ 常取 $2 \ fF/\mu m$

极-体电容

极-体电容又被称为

• 寄生电容（parasitic capacitance）：说明此电容 undesirable
• 扩散电容（diffusion capacitance）：与源漏扩散区有关

源漏扩散区与体区形成的 PN 结间会形成一个不含自由载流子的耗尽区，以充绝缘介质。这些结电容的大小与扩散区的面积，周长，深度，掺杂水平与端电压有关。

• （扩散区）底部结电容
• （扩散区）侧壁结电容

带接触孔的扩散电容 $C_{sb}, C_{db}$ 与甚至与栅电容 $C_g$ 量级相当。无接触孔者则约为 $C_g/2$。

常见的扩散区几何形态有三种，以两串联晶体管为例：

从左至右依次为独立扩散区（isolated diffusion），共享扩散区（shared diffusion）与合并扩散区（merged diffusion），其扩散电容越来越小。