Kurzkanaleffekt, Darstellung im Bänderdiagramm
Das folgende Applet stellt den Kurzkanaleffekt mit Hilfe des Bänderdiagramms (vgl.: 3D-Darstellung des Bänderdiagramms eines MOSFET) dar. Die am Transistor anliegenden Spannungen sind vorgegeben; die Kanallänge kann eingestellt werden.
Man sieht:
- Bei großen Kanallängen sperrt der im Beispiel gezeigte Transistor, da die Spannung UGS (0,6V) unter der Einsatzspannung Uth (0,85V) liegt. In der Bänderdiagrammdarstellung erkennt man dies an der Potenzialbarriere zwischen Source (S) und Bulk (B), die so hoch ist, dass darüber keine Elektronen von der Source zur Drainelektrode (D) gelangen können.
- Bei Kanallängen kleiner 0,75um wird der geometrische Abstand zwischen Source (S) und Drain (D) so gering, dass sich die Potenzialbarriere - und damit auch die Einsatzspannung Uth - verringert. Bei L=0,25um ist die Einsatzspannung so niedrig (0,53V), dass bereits die angelegte Gate-Source Spannung von 0,6V ausreicht, um Elektronen über die Barriere zur Drain-Elektrode gelangen zu lassen. Bei Transistoren mit kurzer Kanallänge nimmt die Einsatzspannung daher mit kleiner werdender Kanallänge ab.