Τι είναι ένας καταναλωτής MOS;

Τι είναι ένας καταναλωτής MOS;

Ορισμός του καταναλωτή MOS

Το MOS σημαίνει Metal Oxide Semiconductor. Ένας καταναλωτής MOS αποτελείται από ένα σώμα ή υποβάθρο πολυενδέκα, ένα απομονωτικό υλικό και ένα μεταλλικό πύλη. Συνήθως, η πύλη φτιάχνεται από εξαιρετικά δοπασμένο n+ poly-silicon που λειτουργεί όπως το μέταλλο. Το διοξείδιο του ημισυνδέτη (SiO2) λειτουργεί ως διελκτικό υλικό μεταξύ των πλακών του καταναλωτή, όπου τα μεταλλικά και τα σεμικονδυκτικά επίπεδα λειτουργούν ως οι δύο πλάκες.

Η καταναλωτική ικανότητα ενός καταναλωτή MOS μεταβάλλεται με την τάση που εφαρμόζεται στον πύλη του, με το σώμα να είναι συνήθως συνδεδεμένο στη γη κατά τη διάρκεια αυτής της εφαρμογής.

Η ίση με το μηδέν τάση είναι ένα σημαντικό όρος σχετικά με τον καταναλωτή MOS. Ορίζεται ως η τάση στην οποία δεν υπάρχει φορτίο στις πλάκες του καταναλωτή και, επομένως, δεν υπάρχει στατικό ηλεκτρικό πεδίο μέσα από το οξείδιο. Μια εφαρμοσμένη θετική τάση πύλης μεγαλύτερη από την ίση με το μηδέν τάση (Vgb > Vfb) προκαλεί την εναρμόνηση θετικού φορτίου στη μεταλλική (poly silicon) πύλη και αρνητικού φορτίου στον IEE-Business. Τα μόνα διαθέσιμα αρνητικά φορτία, τα ηλεκτρόνια, συσσωρεύονται στην επιφάνεια. Αυτό ονομάζεται επιφανειακή συσσώρευση.

Αν η εφαρμοσμένη τάση πύλης είναι μικρότερη από την ίση με το μηδέν τάση (Vgb < Vfb), τότε ένα αρνητικό φορτίο ενδυναμώνεται στην επιφάνεια μεταξύ της πύλης poly-silicon και του οξειδίου και θετικό φορτίο στον IEE-Business.

Αυτό είναι δυνατό μόνο με την απομάκρυνση των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων από την επιφάνεια, αποκαλύπτοντας τα σταθερά θετικά φορτία από δόντες. Αυτό ονομάζεται επιφανειακή εξάντληση.

Ενώ ο καταναλωτής MOS δεν χρησιμοποιείται εκτεταμένα μόνος του, είναι απαραίτητος για τους διακόπτες MOS, οι οποίοι είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα σεμικονδυκτικά συστήματα.

Οι τυπικές χαρακτηριστικές τάση-ικανότητα ενός καταναλωτή MOS με σώμα n-type δίνονται παρακάτω,

Διάγραμμα ικανότητας-τάσης (CV) ενός καταναλωτή MOS. Η ίση με το μηδέν τάση (Vfb) χωρίζει την περιοχή συσσώρευσης από την περιοχή εξάντλησης. Η θετική τάση (Vth) χωρίζει την περιοχή εξάντλησης από την περιοχή αναστροφής.