Apa itu Kapasitor MOS?

Apa itu Kapasitor MOS?

Definisi Kapasitor MOS

MOS adalah singkatan dari Metal Oxide Semiconductor. Sebuah kapasitor MOS terdiri dari badan semikonduktor atau substrat, isolator, dan gerbang logam. Biasanya, gerbang dibuat dari poli-silikon n+ yang berfungsi seperti logam. Dioxide silikon (SiO2) berperan sebagai material dielektrik antara pelat-pelat kapasitor, di mana lapisan logam dan semikonduktor bertindak sebagai dua pelat tersebut.

Kapasitansi kapasitor MOS bervariasi dengan tegangan yang diterapkan pada terminal gerbangnya, dengan badan biasanya di-ground saat aplikasi ini.

Tegangan band datar adalah istilah penting yang terkait dengan kapasitor MOS. Tegangan ini didefinisikan sebagai tegangan di mana tidak ada muatan pada pelat-pelat kapasitor dan oleh karena itu tidak ada medan listrik statis melintasi oksida. Jika tegangan gerbang positif yang diterapkan lebih besar dari tegangan band datar (Vgb > Vfb), maka muatan positif akan diinduksi pada gerbang logam (poli silikon) dan muatan negatif pada semikonduktor. Hanya elektron bermuatan negatif yang tersedia sebagai muatan negatif dan mereka mengumpul di permukaan. Ini dikenal sebagai akumulasi permukaan.

Jika tegangan gerbang yang diterapkan lebih rendah dari tegangan band datar (Vgb < Vfb), maka muatan negatif akan diinduksi pada antarmuka antara gerbang poli-silikon dan oksida dan muatan positif pada semikonduktor.

Ini hanya mungkin dilakukan dengan mendorong elektron bermuatan negatif menjauh dari permukaan, sehingga mengekspos muatan positif tetap dari donor. Ini dikenal sebagai deplesi permukaan.

Meskipun kapasitor MOS tidak banyak digunakan secara terpisah, ia merupakan bagian integral dari transistor MOS, yang merupakan perangkat semikonduktor yang paling banyak digunakan.

Karakteristik kapasitansi-tegangan tipikal dari kapasitor MOS dengan badan tipe-n diberikan di bawah ini,

Diagram Kapasitansi vs. Tegangan Gerbang (CV) dari Kapasitor MOS. Tegangan band datar (Vfb) memisahkan wilayah Akumulasi dari wilayah Deplesi. Tegangan ambang (Vth) memisahkan wilayah deplesi dari wilayah inversi.