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晶体管阈值电压（Threshold voltage）：

场效应晶体管（FET）的阈值电压就是指耗尽型FET的夹断电压与增强型FET的开启电压。

（1）对于JFET：

对于长沟道JFET，一般只有耗尽型的器件；SIT（静电感应晶体管）也可以看成为一种短沟道JFET，该器件就是增强型的器件。

（2）对于MOSFET：

*增强型MOSFET的阈值电压VT是指刚刚产生出沟道(表面强反型层)时的外加栅电压。

①对于理想的增强型MOSFET（即系统中不含有任何电荷状态，在栅电压Vgs = 0时，半导体表面的能带为平带状态），阈值电压可给出为VT = ( SiO2层上的电压Vi ) 2ψb = －[2εεo q Na ( 2ψb )] / Ci 2ψb ,式中Vi ≈ (耗尽层电荷Qb) / Ci，Qb =－( 2εεo q Na [ 2ψb ] )，Ci是单位面积的SiO2电容，ψb是半导体的Fermi势（等于本征Fermi能级Ei与Ef之差）。

②对于实际的增强型MOSFET，由于金属-半导体功函数差φms 和Si-SiO2系统中电荷的影响, 在Vgs = 0时半导体表面能带即已经发生了弯曲，从而需要另外再加上一定的电压——“平带电压”才能使表面附近的能带与体内拉平。

因为金属-半导体的功函数差可以用Fermi势来表示:φms = (栅金属的Fermi势ψG )－(半导体的Fermi势ψB ) ,ψb = ( kT/q ) ln(Na/ni) ，对多晶硅栅电极(通常是高掺杂)，ψg≈±0.56 V [ 用于p型, －用于n型栅]。而且SiO2/Si 系统内部和界面的电荷的影响可用有效界面电荷Qf表示。从而可给出平带电压为 Vfb = φms－Qf /Ci 。

所以，实际MOSFET的阈值电压为VT = －[2εεo q Na ( 2ψb )] /Ci 2ψb φms－Qf /Ci 。

进一步，若当半导体衬底还加有反向偏压Vbs时，则将使沟道下面的耗尽层宽度有一定的增厚, 从而使阈值电压变化为：VT = －[2εεo q Na ( 2ψb Vbs )] /Ci 2ψb φms－Qf /Ci 。

在制造MOSFET时，为了获得所需要的VT值和使VT值稳定，就需要采取若干有效的技术措施；这里主要是控制Si-SiO2系统中电荷Qf ：其中的固定正电荷(直接影响到VT值的大小) 与半导体表面状态和氧化速度等有关(可达到<1012/cm2); 而可动电荷 (影响到VT值的稳定性) 与Na 等的沾污有关。因此特别需要注意在氧化等高温工艺过程中的清洁度。

*耗尽型MOSFET的阈值电压VT是指刚好夹断沟道时的栅极电压。情况与增强型器件的类似。

（3）对于BJT，阈值电压VTB是指输出电流Ic等于某一定值Ict (如1mA) 时的Vbe值。由VTB = (kT/q) ln(Ict/Isn) 得知：a)凡是能导致Ic发生明显变化的因素 (如掺杂浓度和结面积等)，却对VTB影响不大，则BJT的VTB可控性较好；b) VTB 对于温度很敏感，将随着温度的升高而灵敏地降低，则可用VTB值来感测温度。 2100433B