Modellierung des dynamischen Verhaltens von Kurzkanal-MOS-FETs

Analytische Modelle zur Charakterisierung des MOS-Transistors sind ein wichtiges Hilfsmittel zur Simulation integrierter Schaltungen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens des MOS-FETs. Im Rahmen einer eindimensionalen Theorie wird, aufbauend auf einem Charge-Sheet-Ansatz und unter Berücksichtigung von Kurzkanaleffekten, ein analytisches Modell entwickelt. Eine neu formulierte Stetigkeitsbedingung für den Übergang vom Triodengebiet in die Sättigung führt auf eine stetig differenzierbare Beschreibung des Stroms sowie der Gate- und Bulkladung. Die anschließende Diskussion des Ladungsträgertransport im Kanal zeigt das dynamische Verhalten des Transistors. Unter Verwendung dieser Ergebnisse wird eine Erweiterung des Charge-Sheet-Modells vorgestellt, welche die Transportvorgänge in guter Näherung approximiert. Der Vergleich mit Messungen gibt Aufschluß über den Gültigkeitsbereich des Modells.