柵電容

在電子學中，柵電容是指場效應電晶體（FET）柵極端子的電容。該電容可以表示為電晶體柵極的絕對電容值，也可以表示為某一集成電路工藝中單位面積的電容，或表示為該工藝中最小溝道長度電晶體單位柵寬的電容。

在遵循丹納德縮放規律的各代金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）中，單位面積的電容值通常隨着器件尺寸的減小而增加。由於柵極面積隨器件尺寸的平方成比例縮小，因此單個電晶體的柵電容通常也會與器件尺寸成正比地減小。在丹納德縮放條件下，單位柵寬的電容基本保持恆定；這一量度也可能包含柵-源和柵-漏的重疊電容。然而，也存在其他類型的縮放方式，例如工作電壓與柵氧化層厚度的下降速度並不總是與器件尺寸同步。因此，單位面積的柵電容增長速度可能較慢，單位柵寬的電容在某些代際中也可能出現下降。

對於採用二氧化矽作為柵絕緣層的電晶體，其理想情況下（即忽略邊緣場效應和其他細節）柵電容可以根據單位面積的薄氧化層電容計算如下：

$C_{\mathrm {G} }=A_{\mathrm {G} }C_{\mathrm {ox} }$

其中：

• A_G 為柵極面積；
• $C_{\mathrm {ox} }={\frac {\varepsilon _{\mathrm {SiO_{2}} }\varepsilon _{0}}{t_{\mathrm {ox} }}}$ 為單位面積的薄氧化層電容，其中
  • ε_SiO2 = 3.9 表示二氧化矽的相對電容率；
  • ε₀ = 8.854 × 10^{2998880000000000000♠−12} F/m 為真空電容率；
  • t_ox 為氧化層厚度。