Що таке конденсатор МОС?

Що таке конденсатор MOS?

Визначення конденсатора MOS

MOS означає Metal Oxide Semiconductor. Конденсатор MOS складається з напівпровідникового тіла або підложки, ізолятора та металевого затвору. Зазвичай затвор виготовляється з сильно легованого n+ полікристалічного кремнію, який функціонує як міталь. Діелектричним матеріалом між пластинами конденсатора служить діоксид кремнію (SiO2), де металева та напівпровідникова шари виступають як дві пластини.

Ємність конденсатора MOS змінюється від ступеня напруги, прикладеної до його затвору, з урахуванням того, що тіло зазвичай заземлене під час цього застосування.

Плоска напруга — це важливе поняття, пов'язане з конденсатором MOS. Вона визначається як напруга, при якій на пластинах конденсатора немає заряду, а отже, немає статичного електричного поля через оксид. Прикладена додатна напруга затвору, більша за плоску напругу (Vgb > Vfb), викликає додатний заряд на металевому (полікристалічному) затворі та від'ємний заряд в напівпровіднику. Електрони, які є лише доступними від'ємними зарядами, накопичуються на поверхні. Це називається поверхневим накопиченням.

Якщо прикладена напруга затвору нижча за плоску напругу (Vgb < Vfb), то викликається від'ємний заряд на межі між полікристалічним затвором та оксидом та додатний заряд в напівпровіднику.

Це можливо лише шляхом відштовхування від поверхні від'ємно заряджених електронів, відкриваючи фіксовані додатні заряди від донорів. Це називається поверхневим розрядженням.

Хоча конденсатор MOS не широко використовується самостійно, він є необхідним елементом транзисторів MOS, які є найбільш поширеними напівпровідниковими пристроями.

Типові характеристики ємності-напруги конденсатора MOS з n-типом тіла наведені нижче,

Діаграма ємності-напруги (CV) конденсатора MOS. Плоска напруга (Vfb) розділяє область накопичення від області розрядження. Порогова напруга (Vth) розділяє область розрядження від області інверсії.