チャネル長変調
チャネル長変調はMOSFETの出力抵抗を決めるため重要である。 出力抵抗はカレントミラーと増幅回路の回路設計において重要なパラメータである。
上述のShichman–Hodgesでは、出力抵抗は次のように与えられる。
r O = 1 + λ V D S λ I D = 1 I D ( 1 λ + V D S ) = V E L / Δ L + V D S I D {\displaystyle {\begin{aligned}r_{O}&={\frac {1+\lambda V_{DS}}{\lambda I_{D}}}\\&={\frac {1}{I_{D}}}\left({\frac {1}{\lambda }}+V_{DS}\right)\\&={\frac {V_{E}L/{\Delta L}+V_{DS}}{I_{D}}}\end{aligned}}}
ここで V D S {\displaystyle V_{DS}} = ドレイン-ソース電圧、 I D {\displaystyle I_{D}} = ドレイン電流、 λ {\displaystyle \lambda } = チャネル長変調パラメータである。 チャネル長変調が無い場合(λ = 0)、出力抵抗は無限である。 チャネル長変調パラメータは通常、上記のrOの最後の式で示されるようにMOSFETチャネル長Lに反比例する。
λ ≈ Δ L V E L {\displaystyle \lambda \approx {\frac {\Delta L}{V_{E}L}}} ,
BJTでのアーリー電圧の考えに似ているが、VEはフィッティングパラメータである。 65nmプロセスでは大雑把にVE ≈ 4 V/μmである(EKVモデルではもっと手の込んだアプローチが用いられる )。 しかし現代的なデバイスでのrOの正確な長さ依存性や電圧依存性を与えるシンプルなλの形式はこれまで存在せず、次に述べる計算機モデルを用いることが求められる。
MOSFET出力抵抗へのチャネル長変調の効果は、チャネル長と与えられたバイアスの両方と共に変化する。 長いMOSFETでの出力抵抗に影響する主な因子は、このようにチャネル長変調である。 短いMOSFETでは、ドレイン誘起障壁低下 (閾値電圧が減少すると、電流が増加し、出力抵抗が減少する)、速度飽和(ドレイン電圧の増加によるチャネル電流の増加を制限する傾向があり、よって出力抵抗が増加する)、弾道輸送(ドレインによって電流の収集を変化させ、ピンチオフ領域へのキャリアの供給を増加させるためドレイン誘起障壁低下を変化させ、電流を増加させ、出力抵抗を減少させる)などの付加的な因子が生じる。 ここでも正確な結果は計算機モデルを必要とする。