5、浮栅MOS晶体管：低功耗低压电路设计与应用

浮栅MOS晶体管：低功耗低压电路设计与应用

在低功耗、低电压电路设计领域，浮栅MOS（FGMOS）晶体管正逐渐崭露头角。它不仅能简化电路设计，还能带来诸多性能上的优势，不过也存在一些需要权衡的方面。下面将详细介绍FGMOS晶体管的特性、等效电路以及在实际电路中的应用。

1. FGMOS晶体管基础特性

FGMOS晶体管在很多方面可当作普通MOS晶体管来处理，它能采用任何MOS工艺制造，但为实现良好性能，推荐使用双多晶硅层。描述MOS晶体管的物理模型只需对变量进行简单变换，就能应用于FGMOS晶体管，同样，只要正确设置仿真参数，也可使用相同的仿真模型。

不过，FGMOS晶体管也存在一些缺点：
- 输出电阻和有效跨导会降低。
- 占用面积增大。
- 制造过程中浮栅（FG）可能会残留不确定数量的电荷。

但通过精心设计和布局，可以将额外面积减到最小，并使电荷的影响可忽略不计。输出电阻的降低则可通过后续介绍的设计技术来补偿。

以下是一些重要参数的符号说明：
|符号|含义|
| ---- | ---- |
|ε|FGMOS器件中实现的权重与理想权重的偏差|
|εSiO₂|SiO₂的介电常数|
|A₁|单位电容的面积|
|AE|FGMOS中新有效输入占用的面积|
|AminE|具有N个输入且ε小于特定值e的FGMOS器件所需的最小额外面积|
|Ai（i = [1, N]）|第i个有效输入电极的面积|
|ai; ao; a′o|图2.5中电压控制电压源（VCVS）的增益|
|AMOS|FGMOS晶体管中MOS器件的面积|