Cosa è un condensatore MOS?
Cos'è un condensatore MOS?
Definizione del condensatore MOS
MOS sta per Metal Oxide Semiconductor. Un condensatore MOS è composto da un corpo o substrato semiconduttore, un isolante e una porta metallica. Tipicamente, la porta è realizzata in polisilicio fortemente dopato n+ che funziona come un metallo. Il biossido di silicio (SiO2) serve come materiale dielettrico tra le piastre del condensatore, dove i strati metallico e semiconduttore agiscono come le due piastre.
La capacità di un condensatore MOS varia in funzione della tensione applicata al suo terminale di porta, con il corpo generalmente collegato a massa durante questa applicazione.
La tensione di banda piatta è un termine importante relativo al condensatore MOS. È definita come la tensione alla quale non c'è carica sulle piastre del condensatore e quindi non c'è campo elettrico statico attraverso l'ossido. Una tensione di porta positiva applicata maggiore della tensione di banda piatta (Vgb > Vfb) induce una carica positiva sulla porta metallica (polisilicio) e una carica negativa nel semiconduttore. Le sole cariche negative disponibili sono gli elettroni, che si accumulano sulla superficie. Questo fenomeno è noto come accumulo superficiale.
Se la tensione di porta applicata è inferiore alla tensione di banda piatta (Vgb < Vfb), allora viene indotta una carica negativa all'interfaccia tra la porta di polisilicio e l'ossido e una carica positiva nel semiconduttore.
Questo è possibile solo spingendo gli elettroni carichi negativamente lontano dalla superficie, esponendo le cariche positive fisse dai donatori. Questo fenomeno è noto come deplezione superficiale.
Anche se il condensatore MOS non viene utilizzato ampiamente da solo, è integrato nei transistor MOS, che sono i dispositivi semiconduttori più ampiamente utilizzati.
Le caratteristiche tipiche di capacità-tensione di un condensatore MOS con corpo di tipo n sono illustrate di seguito,
Diagramma di capacità vs. tensione di porta (CV) di un condensatore MOS. La tensione di banda piatta (Vfb) separa la regione di accumulo dalla regione di deplezione. La tensione di soglia (Vth) separa la regione di deplezione dalla regione di inversione.
