چه کسی خازن MOS است

چه می‌باشد کندانسور MOS؟

تعریف کندانسور MOS

MOS مخفف Metal Oxide Semiconductor است. یک کندانسور MOS شامل یک بدنه نیمه‌رسانا یا زیرلایه، یک عایق و یک دریچه فلزی است. معمولاً، دریچه از پلی‌سیلیکون n+ به شدت دوپ شده ساخته شده که مانند فلز عمل می‌کند. دی‌اکسید سیلیکون (SiO2) به عنوان ماده دی الکتریک بین صفحات کندانسور عمل می‌کند، جایی که لایه‌های فلزی و نیمه‌رسانا به عنوان دو صفحه عمل می‌کنند.

ظرفیت یک کندانسور MOS با ولتاژ اعمال شده به ترمینال دریچه آن متغیر است، با این حال بدنه معمولاً در حین این اعمال به زمین متصل می‌شود.

ولتاژ باند مسطح یک اصطلاح مهم مرتبط با کندانسور MOS است. این ولتاژ به عنوان ولتاژی تعریف می‌شود که در آن هیچ شارژی روی صفحات کندانسور وجود ندارد و بنابراین هیچ میدان الکتریکی ثابتی در طول اکسید وجود ندارد. یک ولتاژ دریچه مثبت بزرگتر از ولتاژ باند مسطح (Vgb > Vfb) منجر به القای شارژ مثبت روی دریچه فلزی (پلی سیلیکون) و شارژ منفی در نیمه‌رسانا می‌شود. تنها الکترون‌های منفی موجود به عنوان شارژ‌های منفی عمل می‌کنند و در سطح تجمع می‌یابند. این پدیده به عنوان تجمع سطحی شناخته می‌شود.

اگر ولتاژ دریچه اعمال شده کمتر از ولتاژ باند مسطح (Vgb < Vfb) باشد، شارژ منفی در محل اتصال بین دریچه پلی‌سیلیکون و اکسید القا می‌شود و شارژ مثبت در نیمه‌رسانا.

این فقط با دفع الکترون‌های منفی از سطح و نمایاندن شارژ‌های مثبت ثابت از داننده‌ها امکان‌پذیر است. این پدیده به عنوان کاهش سطحی شناخته می‌شود.

در حالی که کندانسور MOS به تنهایی به طور گسترده‌ای استفاده نمی‌شود، اما این کندانسور جزء اساسی ترانزیستورهای MOS است که پرکاربردترین دستگاه‌های نیمه‌رسانا هستند.

مشخصات معمول ظرفیت-ولتاژ یک کندانسور MOS با بدنه نوع n به شرح زیر است،

نمودار ظرفیت بر حسب ولتاژ دریچه (CV) یک کندانسور MOS. ولتاژ باند مسطح (Vfb) ناحیه تجمع را از ناحیه کاهش جدا می‌کند. ولتاژ آستانه (Vth) ناحیه کاهش را از ناحیه معکوس جدا می‌کند.