MOSFETのしきい値電圧について

MOSFETのしきい値電圧をID-VG特性から求めたところ、ドレイン電圧が大きくなるにつれてしきい値電圧も大きくなりました。しきい値電圧を求める式で考えればドレイン電圧で左右されないはずなのに、なぜこのようなことになるのか教えてください

No.6 ベストアンサー 回答者： yucco_chan 回答日時： 2022/05/17 22:29

No5さんの説明は理解できましたか？

「Vth0は約1.0 V」「Vgs(off)は10 V/1 mAの条件で約1.8 Vです。」
と、説明されています。
Vgs(off)は、と言われていますが、私が示した東芝の製品などでは
Vthとしています。
そして、すれ主さんが測定したのもそれです。
更にすれ主さんが示された理論式はNo5さんが言うVth0に近い。
このあたりを理解しないと混乱するばかりです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。お陰様で自分なりに理解することができました

お礼日時：2022/05/18 22:55

No.5 回答者： xs200 回答日時： 2022/05/16 21:47

無視されたのか理解できないのかわかりませんが、画像はルネサスのパワーMOSFET HAT2160HのSPICEによるシミュレーションです。

Vdsは10 Vから60 Vまで変化させています。Idsを対数にすることでVth0は約1.0 Vとわかります。これが理論式とあってるかどうかはデータがないのでわかりません。Vgs(off)は10 V/1 mAの条件で約1.8 Vです。データシート上では0.8 V(min), 2.3 V(max)となっています。

で、指数で変化するものを線形のグラフで傾きをとったらずれて当たり前。

この回答へのお礼

回答及びシミュレーションまでしていただきありがとうございます。ID-VG特性から接線を引く際は縦軸には対数表示は用いませんでした。
しきい値電圧は本来ゲート電圧によって左右されるものと考えてよろしいでしょうか

お礼日時：2022/05/17 02:45

No.4 回答者： yucco_chan 回答日時： 2022/05/16 10:57

>ID-VG特性から求めたところ

この特性から、Vfbほかのパラメーターの値をどうやって求めたのですか？
求めていない（求められない）のに、何故理論式と異なると思うのでしょうか？
私は、「これで求められた閾値電圧はVdsの関数なので」と言いました。

この回答へのお礼

しきい値電圧を求める式に関するパラメータは資料に記載しておりましたのでそれを使って算出しました。
つまり、本来、しきい値はゲート電圧に依存する物なのにも関わらず下記の式はそれを考慮していない簡易的な式だから誤差が生まれたということでしょうか

お礼日時：2022/05/17 02:41

No.3 回答者： xs200 回答日時： 2022/05/15 13:03

電流を対数目盛にしていれば傾きは直線になりVDSによるVth0の変化はそれほど大きな差にはならないはずです。

変化率が大きいからです。

No.2 回答者： yucco_chan 回答日時： 2022/05/15 10:52

例えば、

https://toshiba.semicon-storage.com/jp/semicondu …

カタログにはVds、Idsがある条件の時の閾値が記載されています。
ですが、スレ主さんは、Vdsを変化させています。
これで求められた閾値電圧はVdsの関数なので、変化して当たり前。
だから、条件でVdswo明記している。理論式通りです。
でも、スレ主さんは、「ドレイン電圧で左右されないはず」と言われています。
どんな式ですか？
　想像するに、Vdsに依存しない簡易的な式かと。

この回答へのお礼

しきい値電圧がVdsの関数であることは存じませんでした。もしよろしければその式、またはそれについて書かれたサイト等を紹介してはいただけないでしょうか。
私が使ったのは
Vfb+2φB+√(4e κs ε0 NA φB)/Cox
です

お礼日時：2022/05/15 23:59

No.1 回答者： yucco_chan 回答日時： 2022/05/15 01:19

具体的にどうやってVTを求めましたか？

VgsがVTよりも若干低くてもIdsは流れます。
もっと言うとVgsが0VでもIdsはゼロでは無いです。
スパイス（モデルによりますが）でも実際（実測）でもです。
なのでどうやって求めたかを聞いています。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
実際のMOSFETを用いてID-VG特性の計測を行い、傾きが最大となる点でグラフに接線を引き、その接線と横軸が交わる点を見かけのしきい値電圧としました

お礼日時：2022/05/15 01:24