Kaj je MOS kapacitor?

Kaj je MOS kondenzator?

Definicija MOS kondenzatorja

MOS pomeni Metal Oksid Polprevodnik. MOS kondenzator sestavlja teleso ali podlago iz polprevodnika, izolator in metalno vrata. Običajno so vrata izdelana iz zelo dobljene n+ polikristalne silicije, ki deluje kot kovina. Oksid kremika (SiO2) služi kot dielektrični material med plastmi kondenzatorja, kjer delujeta metalna in polprevodniška plast kot dve plasti kondenzatorja.

Kapacitivnost MOS kondenzatorja se spreminja glede na napetost, ki jo priključimo na njegovo vrata, običajno pa je telo pri tem priklopljeno na zemljo.

Ravna pasovska napetost je pomembna terminologija v povezavi s MOS kondenzatorjem. Definirana je kot napetost, pri kateri ni naboja na plasti kondenzatorja in zato ni statičnega električnega polja skozi oksid. Pri uporabi pozitivne napetosti na vratih, večji od ravne pasovske napetosti (Vgb > Vfb), se inducirajo pozitivni naboji na metalnih (polikristalnih silicijevih) vratih in negativni naboji v polprevodniku. Edini dostopni negativni naboji so elektroni, ki se nagromadijo na površju. To se imenuje nagromaditev na površju.

Če je priključena napetost na vratih manjša od ravne pasovske napetosti (Vgb < Vfb), potem se inducirajo negativni naboji na meji med polikristalnim silicijevim vrati in oksidom in pozitivni naboji v polprevodniku.

To je mogoče le tako, da se negativno nabojeni elektroni odstranijo s površja, kar razkriva fiksne pozitivne naboje od donatorjev. To se imenuje izčrpavanje površja.

Čeprav se MOS kondenzator sam po sebi redko uporablja, je ključen sestavni del MOS tranzistorjev, ki so najpogosteje uporabljani polprevodniški elementi.

Typične lastnosti kapacitivnost-napetost (CV) karakteristike MOS kondenzatorja s telesom tipa n so podane spodaj,

Diagram kapacitivnost vs. napetost (CV) MOS kondenzatorja. Ravna pasovska napetost (Vfb) loči regijo nagromaditve od regije izčrpavanja. Pragovna napetost (Vth) loči regijo izčrpavanja od regije inverzije.