3、浮栅 MOS 晶体管：特性、理论与设计难题解析

浮栅 MOS 晶体管：特性、理论与设计难题解析

1. 浮栅 MOS 晶体管简介

浮栅 MOS 晶体管（FGMOS）是一种特殊的晶体管，它通过将标准 MOS 晶体管的栅极进行电气隔离，使其没有电阻连接到栅极。在浮栅（FG）上方沉积多个次级栅极或输入，并与浮栅电气隔离，这些输入仅通过电容与浮栅相连，因为浮栅完全被高电阻材料包围，所以在直流工作点上，浮栅是一个浮动节点。

下图展示了一个三输入 n 沟道 FGMOS 晶体管的可能布局及其三个横截面视图，这有助于说明 FGMOS 晶体管的重要特性以及如何在现有的 MOS 技术中制造它们。

FGMOS 晶体管的输入电容值由以下公式给出：
[C_i = \left(\frac{\epsilon_{SiO_2}}{t_{SiO_2}}\right)A_i]
其中，(\epsilon_{SiO_2}) 是 (SiO_2) 的介电常数，(t_{SiO_2}) 是浮栅与有效输入之间 (SiO_2) 的厚度，(A_i) 是每个输入电容板的面积。

2. FGMOS 晶体管的理论分析

2.1 大信号直流特性

FGMOS 晶体管的大信号直流特性方程可以从构建它的 MOS 晶体管的方程轻松推导得出。在 MOS 晶体管中，决定漏源电流的输入参数是其各端子之间的电压，如栅源电压（(V_{GS})）、漏源电压（(V_{DS})）和源衬电压（(V_{SB})）。而