რით არის MOS კონდენსატორი?

რა არის MOS კონდენსატორი?

MOS კონდენსატორის განმარტება

MOS ნიშნავს მეტალურ ოქსიდის სემიკონდუქტორს. MOS კონდენსატორი შედგება სემიკონდუქტორული ტელი ან საფუძველი, იზოლატორი და მეტალური გატი. ჩვეულებრივ, გატი შედგება ძლიერ დოპირებული n+ პოლი-სილიკონისგან, რომელიც იმუშავებს როგორც მეტალი. სილიკონის დიოქსიდი (SiO2) ფუნქციონირებს დიელექტრიკულ მასალად კონდენსატორის ფართობებს შორის, სადაც მეტალური და სემიკონდუქტორული ფართობები ასრულებენ კონდენსატორის ორი ფართობის როლს.

MOS კონდენსატორის კაპაციტანსია ცვლილებას იყენებს გატის ტერმინალზე გამოყენებული ვოლტაჟის მიხედვით, სადაც საფუძველი ჩვეულებრივ დაკავშირებულია დედამიწასთან.

ფლატური ბანდის ვოლტაჟი არის მნიშვნელოვანი ტერმინი, რომელიც დაკავშირებულია MOS კონდენსატორთან. ის განიხილება როგორც ვოლტაჟი, რომელიც არ იწვევს კონდენსატორის ფართობებზე შემუშავებულ დროს და ამიტომ არ არსებობს სტატიკური ელექტროსტატიკური ველი ოქსიდის არეში. გატის ტერმინალზე გამოყენებული დადებითი ვოლტაჟი უფრო დიდი ვიდრე ფლატური ბანდის ვოლტაჟი (Vgb > Vfb), მაშინ დადებითი შემუშავება იწვევს მეტალურ ფართობზე (პოლი-სილიკონი) და უარყოფითი შემუშავება სემიკონდუქტორში. მხოლოდ უარყოფითი შემუშავებული ელექტრონები არის ხელმისაწვდომი როგორც უარყოფითი შემუშავებები და ისინი აკუმულირდება ზედაპირზე. ეს ცნობილია როგორც ზედაპირის აკუმულაცია.

თუ გატის ტერმინალზე გამოყენებული ვოლტაჟი ნაკლებია ვიდრე ფლატური ბანდის ვოლტაჟი (Vgb < Vfb), მაშინ უარყოფითი შემუშავება იწვევს პოლი-სილიკონის გატისა და ოქსიდის შორის ინტერფეისზე და დადებითი შემუშავება სემიკონდუქტორში.

ეს შესაძლებელია მხოლოდ უარყოფითი შემუშავებული ელექტრონების დასარტყამად ზედაპირიდან, რაც გამოიწვევს დონორებისგან დადებითი შემუშავებების გამოჩენას. ეს ცნობილია როგორც ზედაპირის დეპლექცია.

მიუხედავად იმისა, რომ MOS კონდენსატორი არ არის ფართოდ გამოყენებული მისით თავად, ის არის მთავარი მკაფიოდ გამოყენებული MOS ტრანზისტორებში, რომლებიც არიან ყველაზე ფართოდ გამოყენებული სემიკონდუქტორული მოწყობილობები.

n-ტიპის საფუძველის მქონე MOS კონდენსატორის ტიპიური კაპაციტანსი-ვოლტაჟის მახასიათებლები შემდეგია,

კაპაციტანსი და გატის ვოლტაჟი (CV) დიაგრამა მოცემულია ქვემოთ. ფლატური ბანდის ვოლტაჟი (Vfb) განსაზღვრავს აკუმულაციის რეგიონს და დეპლექციის რეგიონს. თითქმის ვოლტაჟი (Vth) განსაზღვრავს დეპლექციის რეგიონს და ინვერსიის რეგიონს.