Подпороговая крутизна

Подпоро́говая крутизна́ (более точно: крутизна переходной [сток-затворной] характеристики в подпороговой области, Шаблон:Lang-en) — показатель функциональности полевого транзистора при напряжениях исток-затвор $V_{SG}$ ниже порогового напряжения $V_{th}$. Определяется как

$S=\frac{d\log (I_D)}{d{V}_{SG}}$.

Часто используется обратная подпороговая крутизна (Шаблон:Lang-en), $1/S$, измеряемая в милливольтах на декаду, то есть на порядок изменения тока стока.

Для технических целей желательны увеличение крутизны и, соответственно, минимизация величины обратной крутизны. В идеале, в подпороговом режиме характеристика $I_D(V_{SG})$ должна иметь экспоненциальный вид $A\exp (q{V}_{SG}/k_{B}T)$ ($k_B$ — постоянная Больцмана, $T$ — температура, $q$ — элементарный заряд, $A=$const), а линия $\log (I_D)(V_{SG})$ являться прямой, как для прямосмещённого p-n-перехода. Поэтому при температуре 300 К идеальная обратная крутизна составляет

$[1/S{]}_{min}=\ln (10)\cdot \frac{k_{B}T}{q}\approx 60$ мВ/дек.

На практике значения несколько выше.

Нередки неточности терминологии, когда «крутизной» в данном контексте называется и собственно крутизна, и обратная крутизна, но обычно сразу понятно, о чём идёт речь.

Литература

• Подборка ScienceDirect о подпороговой крутизне (см., в частности, 3.3)
• Optimization of Ultra-Low-Power CMOS Transistors; Michael Stockinger, 2000