閾値下傾斜

サブスレッショルドスロープは、 MOSFETの電流電圧特性の特徴です。

サブスレッショルド領域では、ドレイン電流の挙動はゲート端子によって制御されるものの、順方向バイアスされたダイオードの指数関数的に減少する電流に類似しています。したがって、ドレイン、ソース、バルク電圧を固定した状態でのドレイン電流とゲート電圧の関係を示すグラフは、このMOSFET動作領域ではほぼ対数線形の挙動を示します。その傾きがサブスレッショルド傾きです。

閾値下傾斜は 閾値下スイングS _s-thの逆数値でもあり、通常は次のように表される: ^{[ 1 ]} 

${\displaystyle S_{s-th}=\ln(10){kT \over q}\left(1+{C_{d} \over C_{ox}}\right)}$

${\displaystyle C_{d}}$ =空乏層容量

${\displaystyle C_{ox}}$ = ゲート酸化膜容量

${\displaystyle {kT \over q}}$ =熱電圧

従来型デバイスの最小サブスレッショルド・スイングは、および／またはとすることで求められ、室温（300 K）で60 mV/dec（熱イオン限界として知られる）となります。スケーリングされたMOSFETの室温での典型的な実験的サブスレッショルド・スイングは約70 mV/decですが、短チャネルMOSFETの寄生容量によりわずかに低下します。^{[ 2 ]}${\displaystyle \textstyle {C_{d}}\rightarrow 0}$ ${\displaystyle \textstyle {C_{ox}}\rightarrow \infty }$ ${\displaystyle S_{s-th,\min }=\ln(10){kT \over q}}$

dec （ディケード）はドレイン電流I _Dの 10 倍の増加に相当します。

急峻なサブスレッショルド勾配を特徴とするデバイスは、オフ (低電流) 状態とオン (高電流) 状態間の遷移が速くなります。

参考文献

1. 半導体デバイスの物理学、SM Sze. ニューヨーク：Wiley、第3版、Kwok K. Ngと共著、2007年、第6.2.4章、315ページ、 ISBN 978-0-471-14323-9。
2. Auth, C.; Allen, C.; Blattner, A.; Bergstrom, D.; Brazier, M.; Bost, M.; Buehler, M.; Chikarmane, V.; Ghani, T.; Glassman, T.; Grover, R.; Han, W.; Hanken, D.; Hattendorf, M.; Hentges, P.; Heussner, R.; Hicks, J.; Ingerly, D.; Jain, P.; Jaloviar, S.; James, R.; Jones, D.; Jopling, J.; Joshi, S.; Kenyon, C.; Liu, H.; McFadden, R.; McIntyre, B.; Neirynck, J.; Parker, C. (2012). 「完全空乏型トライゲートトランジスタ、自己整合コンタクト、高密度MIMコンデンサを搭載した22nm高性能・低消費電力CMOSテクノロジー」。2012年VLSIテクノロジーシンポジウム（VLSIT）。p. 131。doi : 10.1109 /VLSIT.2012.6242496。ISBN 978-1-4673-0847-2. S2CID  23675687 .

外部リンク

• 超低電力CMOSトランジスタの最適化；マイケル・ストッキンガー、2000