Co je kondenzátor MOS?

Co je kondenzátor MOS?

Definice kondenzátoru MOS

MOS znamená Metal Oxide Semiconductor. Kondenzátor MOS se skládá z polovodičového tělesa nebo substrátu, izolátoru a kovové brány. Typicky je brána vyrobena z silně dotovaného n+ polysilikonu, který funguje jako kov. Dusíkovec křemíku (SiO2) slouží jako dielektrický materiál mezi deskami kondenzátoru, kde kovová a polovodičová vrstva působí jako dvě desky.

Kapacitance kondenzátoru MOS se mění s napětím aplikovaným na jeho bránový terminál, přičemž tělo je obvykle při tomto použití uzemněno.

Ploché bandové napětí je důležitý termín spojený s kondenzátorem MOS. Definuje se jako napětí, při kterém není na deskách kondenzátoru žádný náboj a tudíž neexistuje statické elektrické pole přes oxid. Pokud je aplikované kladné bránové napětí větší než ploché bandové napětí (Vgb > Vfb), pak je na kovové (polysilikonové) bráně indukován kladný náboj a záporný náboj v polovodiči. Jedinými dostupnými zápornými náboji jsou elektrony, které se akumulují na povrchu. Toto je známo jako povrchová akumulace.

Pokud je aplikované bránové napětí nižší než ploché bandové napětí (Vgb < Vfb), pak je na rozhraní mezi polysilikonovou branou a oxidem indukován záporný náboj a kladný náboj v polovodiči.

Toto je možné pouze odstraněním záporně nabitéch elektronů od povrchu, což odhaluje pevné kladné náboje z dárců. Toto je známo jako povrchová deplece.

Ačkoli kondenzátor MOS není samostatně široce používán, je nezbytnou součástí tranzistorů MOS, které jsou nejrozšířenějšími polovodičovými zařízeními.

Typické charakteristiky kapacitance-napětí kondenzátoru MOS s tělem n-typu jsou uvedeny níže,

Diagram kapacitance vs. bránového napětí (CV) kondenzátoru MOS. Ploché bandové napětí (Vfb) odděluje oblast akumulace od oblasti deplece. Prahové napětí (Vth) odděluje oblast deplece od oblasti inverze.