亚阈值摆幅

亚阈值摆幅（Subthreshold swing），又称为S因子。这是MOSFET在亚阈状态工作时、用作为逻辑开关时的一个重要参数，它定义为：

S = dVgs / d(log10 Id)，单位是[mV/dec]。S在数值上就等于为使漏极电流Id变化一个数量级时所需要的栅极电压增量ΔVgs，注意S是从Vg-Id曲线上的最大斜率处提取出来的。表示着Id~Vgs关系曲线的上升率。

S值与器件结构和温度等有关：衬底反向偏压将使表面耗尽层电容CD减小，则S值减小；界面陷阱的存在将增加一个与CD并联的陷阱容，使S值增大；温度升高时，S值也将增大。为了提高MOSFET的亚阈区工作速度，就要求S值越小越好，为此应当对MOSFET加上一定的衬偏电压和减小界面陷阱。

室温条件下（T=300k），MOS型器件S的理论最小值为log(10)*KT/q=59.6mV/dec≈60 mV/dec，但一些新型器件，如隧穿器件（Tunneling Transistor），可以获得低于此理论值的亚阈值摆幅。

在大规模数字集成电路的缩小规则中，恒定电压缩小规则、恒定电场缩小规则等都不能减小S值，所以这些缩小规则都不适用，只有采用半经验的恒定亚阈特性缩小规则才比较合理。[1]

1．姜岩峰，谢孟贤，“微纳电子器件”，化工出版社，2005