Cmos fundamentals

Fig : Gate induced drain leakage 
8. Body bias effect: 
Body effect refers to the change in the threshold voltage of the device when there is a difference 
between substrate(body) and source voltages. Body bias is usually the lowest voltage in the chip. 
However, if we were to connect Vbuilt to a voltage lower than VSS (Source voltage), there is an 
increased flow of carriers between these source-bulk junctions thereby increasing the width of 
the depletion region. This in turns increases the minimum gate voltage needed to achieve 
channel inversion
. 
9. Velocity saturation: 
As there exists drain’s depletion region over the channel region due to the presence of V
DS
the 
electric field saturates the mobility of electrons at the pinch off point thereby creating saturation 
of current before the device could enter into the saturation region. 
V
DS
< V
DSsat
Due to the existence of saturation prior to the V
DSsat
the saturation of the device is extended and 
the drain current is small. 
 
 
Fig 7: Velocity saturation curve 
USEFUL FORMULAS
⮚ Formulas 
1. Resistance
R = 
ρ
L/A 
2. Conductivity
σ
 = neµ 
3. Capacitance 

---

C = dq/dv 
4. Oxide capacitance 
C
ox 
= 
ε
 ox
/t
ox
 
5. Diffusion charge density 
J
diffusion
 = qD
n
 
Δ
n
 
6. Drift charge density 
J
drift
= qµnE