Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS
-
Upload
regiane-ragi -
Category
Engineering
-
view
120 -
download
4
Transcript of Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS
![Page 1: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/1.jpg)
Capacitor MOS 3
Regiane Ragi
A carga no capacitor MOS
1
![Page 2: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/2.jpg)
2
A carga no capacitor MOS
Para explorar ainda mais as características do capacitor MOS, vamos agora revisar alguns conceitos, nomenclaturas, aproximações usuais e relações simples associadas com a teoria do capacitor MOS.
![Page 3: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Podemos fazer isso usando uma série de representações gráficas dos resultados que já obtivemos até agora.
![Page 4: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Inicialmente, considere o potencial de superfície ψs em função da tensão de gate, VG, nas regiões de acumulação, depleção e inversão.
ψs
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
2ψB
![Page 5: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Note que ψs = 0 em VG = Vfb e aproximadamente zero na acumulação.
ψs
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
2ψB
![Page 6: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/6.jpg)
6
À medida que VG aumenta além da tensão de flat-band, Vfb, no regime de depleção, ψs aumenta até 2ψB.
ψs
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
2ψB
![Page 7: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Quando ψs alcança 2ψB, a concentração de elétrons torna-se tão grande que a superfície é considerada invertida.
ψs
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
2ψB
![Page 8: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/8.jpg)
8
A tensão de gate VG neste ponto é chamada de tensão
de threshold, Vt, ou tensão de limiar.
ψs
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
2ψB
![Page 9: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Em seguida, analisamos a largura da região de depleção , Wdep, em função de Vg.
Wdep
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
Wdmax
![Page 10: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Este gráfico é essencial porque revisa o capacitor MOS.
Wdep
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
Wdmax
![Page 11: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Nele, vemos que não há região de depleção quando a interface MOS está na acumulação
Wdep
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
Wdmax
![Page 12: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/12.jpg)
12
A largura da região de depleção, Wdep, na junção p-n e no capacitor MOS é proporcional à raiz quadrada do encurvamento da banda, ψs.
Wdep
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
Wdmax
![Page 13: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/13.jpg)
13
No caso do capacitor MOS, Wdep satura em Wdmax, quando Vg ≥ Vt, porque ψs satura em 2ψB.
Wdep
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
Wdmax
![Page 14: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/14.jpg)
14
A figura a seguir revisa as três componentes de carga no substrato do capacitor MOS.
![Page 15: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Qdep
VGVfb Vt
Qinv
VGVfb Vt
Qacc
VGVfb Vt
Inclinação = – cox
Inclinação = – cox
Acumulação Depleção Inversão
![Page 16: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/16.jpg)
16
A carga de depleção Qdep é constante na região da inversão.
Qdep
VGVfb Vt
Qinv
VGVfb Vt
Qacc
VGVfb Vt
Inclinação = – cox
Inclinação = – cox
Acumulação Depleção Inversão
![Page 17: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/17.jpg)
17
A carga de depleção Qdep é constante na região da inversão.
A carga de inversãoQinv = - cox(Vg-Vt)
aparece na região de inversão, e
Qdep
VGVfb Vt
Qinv
VGVfb Vt
Qacc
VGVfb Vt
Inclinação = – cox
Inclinação = – cox
Acumulação Depleção Inversão
![Page 18: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/18.jpg)
18
A carga de depleção Qdep é constante na região da inversão.
A carga de inversãoQinv = - cox(Vg-Vt)
aparece na região de inversão, e
a Qacc aparece na região de acumulação
Qacc = - cox(Vg-Vfb)
Qdep
VGVfb Vt
Qinv
VGVfb Vt
Qacc
VGVfb Vt
Inclinação = – cox
Inclinação = – cox
Acumulação Depleção Inversão
![Page 19: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/19.jpg)
19
A figura a seguir mostra a carga total no substrato, Qsub.
Qsub
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
![Page 20: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/20.jpg)
20
A carga no substrato, Qsub, na região de acumulação é composta pela carga de acumulação.
Qsub
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
![Page 21: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Na região de depleção, a carga no substrato, Qsub, é composta pela carga de depleção.
Qsub
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
![Page 22: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Na inversão, há duas componentes de carga, a carga de depleção e a carga de inversão.
Qsub
VGVfb Vt
Acumulação Depleção Inversão
![Page 23: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/23.jpg)
Referências
23
![Page 24: Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022081417/588042641a28abfd0a8b663f/html5/thumbnails/24.jpg)
24
http://www.eecs.berkeley.edu/~hu/Chenming-Hu_ch5.pdf
https://engineering.purdue.edu/~ee606/downloads/T5.PDF