阈值电压是什么意思?MOS阈值电压测试方法

阈值电压是什么意思?

阈值电压（Gate-source threshold voltage，VGS(th)）是MOSFET的重要参数之一，因为它决定着器件的性能和应用范团。阈值电压Vth定义为可以在源极和漏极之间形成导电沟道的最小栅极偏压。在描述不同的器件时具有不同的参数。

以VGS为参考量，可以得到不同VGS下，漏极电流ID与漏源电压VDS之间的关系曲线，即为MOS管的输出曲线

以VDS为参考量，得到不同VDS下，漏极电流ID与栅源电压VGS之间的关系曲线，即为MOS管的转移曲线

Vgss：栅源击穿电压，当Vds为0时，场效应管正常工作能够承受的最大电压

MOSFET的属于什么器件?

MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）缩写 MOS. MOSFET中文全称金属氧化物半导体场效应晶体管。一般是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。

G：gate 栅极

S：source 源极

D：drain 漏极

MOS管的source（源极）和drain（漏极）是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

MOSFET引脚排列图

MES场效应管（用金属与半导体接触构成栅极）;其中MOS场效应管使用最广泛。尤其在大规模集成电路的发展中,MOS大规模集成电路具有特殊的优越性。MES场效应管一般用在GaAs微波晶体管上。

阈值电压公式

阈值电压的计算公式如下:

Vth = Vt0 + γ(2φf – Vt0)

其中, Vt0是零偏电压, γ是斜率系数, φf是费米势, 它们均是与材料本身有关的参数。

根据这个公式，我们可以看出阈值电压与材料的性质有关，同时还与器件的结构、工艺等因素有关。

影响阈值电压的因素有哪些？

阈值电压随栅氧厚度增加，沟道区掺杂浓度增大而增加。随界面态电荷增大而增加。碳化硅MOSFET栅氧厚度约50nm，可调空间不大。沟道区掺杂可调范围有限，所以首要措施为应降低界面态，以提高其他影响因素的窗口。

请扫描二维码, 下载应用文章: SiC功率MOSFET 阈值电压 (Vth) 测量

是德科技为 JEP183 的 SiC MOSFET 的 Vth 测量提供了两种解决方案。

• B1505A (B1506A) 与 EasyEXPERT group+ 软件中实施的 JEP183 专用应用测试可实现轻松、准确的 SiC Vth 评估。此外，超高电流单元 (UHCU) 和高压 SMU (HVSMU) 结合高压 (HV) 和高电流 (HC) 应力增强了测量。

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MOSFET阈值电压测试方法

对于功率MOSFET,通常在250uA的漏源电流下测量。Vth主要取决于栅极氧化层厚度和沟道掺杂浓度。不同的厂家定义Vth参数的测试条件略有不同，有的厂家会固定漏极电压，扫描栅源电压，当漏极电流达到某一值时提取Vth。针对这种测试可以使用easyexpert软件中application test下已经内置的测试案例完成。

对于小功率mosfet，提取Vth的方法是采用最大跨导法，也可以直接调用easyexpert软件中CMOS案例下的VthgmMax应用来测试。