CMOSの電流-電圧特性

MOSをアナログアンプとして使うには、ゲートにしきい値+0.2∼0.3V程度の電圧を印加し、ドレイン電圧>0.2∼0.3Vとして飽和領域(定電流源として動作する領域)で動作させます。このときのドレイン電流IDは次式のように表されます。

\begin{align} &I_D = I_{D0}(1+\lambda V_{DS})\\ &I_{D0} = \frac{\beta}{2}(V_{GS}-V_{T})^2, \beta=K_P\frac{W}{L} \end{align}

λは、ソース-ドレイン間電圧VDSの増加とともにドレイン近傍の空乏層が広がることにより実効的なチャネル長が減少する効果(チャネル長変調効果)を考慮したパラメータで、製造プロセスとチャネル長Lに依存します。

\begin{align} \lambda \propto \frac{1}{L} \end{align}