碎碎念

以前，看razavi的subthreshold conduction部分，只是看他字面上的意思。比如说，在MOS导通之前，其实MOS管处于“弱反型”的状态，还是有电流，而且电流与VGS呈指数关系。至于为什么，那是不知道的。但是，今天再看，嗯，脑子里浮现出能带图了，也算不枉费我花了这么多时间和脑细胞。理解上也许还有问题，欢迎留言探讨，自动精选。

(1)

MOS管之所以能成为放大管，是因为MOS管在一定条件下，能形成一个沟道。

这个沟道，也被称为反型层，即inversion layer，也就是说沟道中的电荷和衬底中的多子电荷是相反的。

具体就是说，若sub是p-type，本来p-type sub中的多子是空穴（空穴是电子离开留下的空位），此时沟道则是由电子构成的；若sub是n-type，本来n-type sub中的多子是电子，此时沟道反而是由空穴构成的。

(2)

由从能带图来理解MOS电容(一二三四集合)可知，对于n-type衬底，若VG=0，能带图如下图所示。

当VG<0时，能带图如下图所示。<>

关注上图中的紫色部分，以及紫色部分的右侧。

可以看到，在紫色部分，即oxide和n型半导体的接触面处，其费米能级已经接近本征半导体的费米能级Efi，也就是说，在接触面处，本来的n型半导体，没有那么n型了。

在紫色部分的右侧，还是n型本征半导体，Ef>Efi。

当VG进一步变负时，能带图如下图所示。

继续关注上图中的紫色部分，以及紫色部分的右侧。

可以看到，在紫色部分，即oxide和n型半导体的接触面处，其费米能级已经小于本征半导体的费米能级Efi，也就是说，在接触面处，本来的n型半导体，变成p型半导体了。因为当为p型半导体时，EfEfi。

在紫色部分的右侧，还是n型本征半导体，Ef>Efi。

(3)

文献[1]对MOS管的导通电压的定义是:the VTH of an NFET is usually defined as the gate voltage for which the interface is "as much n-type as the substrate is p-type"。也就是说，若为p-type sub，那反型层为n-type，且n-type中的电子数量等于p-type中的空穴数量；反之亦然。

在能带图中的表现，就是

具体如下图所示。

而在到达这个点之前，其实在接触面处，早就开始有Efi2>Ef了，也就是说，已经慢慢是p-type了（若sub为n-type），即反型层已经有了，只不过相对来说，空穴数量要少一点，称为“弱反型层”，此时就称为“subthreshold conduction”。