4、浮栅MOS晶体管的低功耗低电压电路设计

浮栅MOS晶体管的低功耗低电压电路设计

1. 不同技术对比

在电路设计中，不同的技术会对电路性能产生不同的影响。通过对比ITA技术和Ramirez - Angulo的方法，以图2.8(b)中逆变器的输入 - 输出特性为例，当一个输入连续扫描，另一个输入参数变化时，展示了浮栅（FG）电压的变化。结果表明，两种方法存在约0.2V的差异，这说明Ramirez - Angulo的方法不太可靠，且很大程度上依赖于设计者准确确定寄生电容的能力。

在FGMOS晶体管的输出电阻方面，对比了VCVSs技术和ITA技术。VCVSs技术得到的值约为ITA技术的五分之一，这是由于对CGD值的估计不准确造成的。

2. 电荷积累问题及解决方案

2.1 电荷积累的影响

FGMOS晶体管在模拟电路中的应用曾受到限制，主要原因是在制造过程中，浮栅可能会积累不确定数量的电荷（QFG），这会导致阈值电压发生变化，从而影响电路的正常工作。

2.2 解决方案

目前有多种解决电荷积累问题的方法，具体如下：
| 方法 | 原理 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 紫外线（UV）清洁 | 将FG暴露在UV光下，使被困在栅极的电子获得足够能量穿过氧化硅界面的势垒 | 原理相对简单 | 与某些CMOS技术不兼容，若钝化层对UV光不透明，需在制造过程中去除钝化层，可能影响芯片寿命 |
| Fowler - Nordheim隧穿 | 在高电场作用下，电子穿过势垒 | - | 需要在漏极和栅极之间产生非常高的电场，电压要求高；需要额外电路控制电流强度和持续