MOS模型
MOS的模型是SPICE的MOSFET模型中簡單的一種。該模型適于溝長大于5微米，柵氧化層厚度大于500埃的MOSFET。計算速度快但不。

MOSFET的二級模型是基于幾何圖形的分析模型。在MOSFET的二級模型中，考慮了小尺寸器件的一些二級效應的影響。該模型適于溝長大于2微米,溝道寬度在6微米左右，柵氧化層厚度大于250埃的MOSFET。考慮的主要的二級效應包括：
（1） 短溝和窄溝效應對閾值電壓的影響。
（2） 表面電場對載流子遷移率的影響。
（3） 載流子的漂移度飽和。
（4） 亞閾值電流（弱反型電流）。
計算速度慢， 仍不夠， 輸出電阻不連續(xù)

MOSFET的三級模型是一個包括短溝和窄溝等二級效應的半經(jīng)驗模型。與MOSFET的二級模型相比，計算效率較高，但它的經(jīng)驗模型參數(shù)與器件尺寸有關。該模型適于溝長大于1微米,柵氧化層大于200埃的MOSFET。其中主要考慮的二級效應有：
（1） 漏壓感應的表面勢壘降低（DIBL）對閾值電壓的影響。
（2） 短溝和窄溝效應對閾值電壓的影響。
（3） 表面電場對載流子遷移率的影響。
（4） 載流子的漂移速度飽和。
三級模型中的亞閾值區(qū)電流與二級模型相同。
計算速度快， 但輸出電阻不連續(xù)。
MOS晶體管的電流-電壓方程
對于MOS晶體管的電流-電壓特性的經(jīng)典描述是薩氏方程。

式中的λ是溝道長度調(diào)制因子，表征了溝道長度調(diào)制的程度，當不考慮溝道長度調(diào)制作用時，λ=10~5m硅柵P阱CMOS工藝溝道長度調(diào)制因子λ的典型值：

其中， 為NMOS的導電因子，

為NMOS的本征導電因子，

，為電子遷移率，介電常數(shù) ，其中 為真空電容率，等于 ；
為二氧化硅相對介電常數(shù)，約等于3.9；
為柵氧化層的厚度；W為溝道寬度；L為溝道長度；(W/L)稱為器件的寬長比，是器件設計的重要參數(shù)。

在非飽和區(qū)，漏源電流-漏源電壓關系是一個
拋物線方程，當VDS→0時，忽略平方項的影響，
漏源電流—漏源電壓呈線性關系。
IDS=kN{2(VGS-VTN)VDS}
對應每一個VGS，拋物線方程的值發(fā)生在
臨界飽和點VDS=VGS-VTN之處，當漏源電壓繼續(xù)
增加，則器件進入飽和區(qū)，這時的漏源電流與漏
源電壓關系由溝道長度調(diào)制效應決定。薩氏方程是MOS晶體管設計的重要、也是常用的方程。