射頻絕緣層上矽元件在動態臨界電壓模式下的溫度效應研究

Temperature-Dependent RF Characteristics of SOI Dynamic Threshold Voltage MOSFETs

王生圳 ； 蘇彬 ； 陳坤明 ； 黃國威

《國家奈米元件實驗室奈米通訊》 19卷3期 (2012/09) Pp. 15-22

https://doi.org/10.29913/NDLC.201209.0003

摘要

本文將探討SOI動態臨界電壓金氧半場效電晶體（SOI DT MOSFET）的射頻小訊號與雜訊特性，以及其與溫度相依的行為表現。在低操作偏壓下，該元件的截止頻率與最大振盪頻率都呈現隨溫度上升而增加的趨勢。再者，實驗結果發現，DT MOSFET的基底寄生元件與各端點串聯電阻對於最大振盪頻率的影響，將比對截止頻率的影響來得顯著。此外，基底寄生電阻所產生的熱雜訊電流可能對輸出雜訊有著顯著的貢獻，因而劣化元件的最小雜訊指數。最後，本研究成果對於SOI DT MOSFET之射頻電路來說，亦提供了重要的設計參考與依據。

關鍵字

動態臨界電壓金氧半場效電晶體 ； 高頻雜訊 ； 高頻小訊號 ； 絕緣層上矽 ； 溫度相依

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In this study, temperature-dependent RF small-signal and noise characteristics of SOI dynamic threshold voltage (DT) MOSFETs are experimentally examined. In the low voltage regime, both the cut-off and maximum oscillation frequencies ( ft and fmax ) tend to increase with temperature. In addition, the inherent body-related parasitics and the series resistance have much more impact on fmax than ft. Besides, we found that the noise stemmed from the body resistance ( Rb ) would contribute to the output noise current, and degrade the minimum noise figure ( NFmin ). Our study may provide insights for RF circuit design using advanced SOI DT MOSFETs.

並列關鍵字

Dynamic Threshold-Voltage MOSFET ； High-Frequency Noise ； High-Frequency Small-Signal ； Silicon-on-Insulator ； Temperature Dependence