Capacitor MOS 3 - A carga no capacitor MOS

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Teoria bsica do capacitor MOS

Capacitor MOS 3Regiane RagiA carga no capacitor MOS1

A carga no capacitor MOSPara explorar ainda mais as caractersticas do capacitor MOS, vamos agora revisar alguns conceitos, nomenclaturas, aproximaes usuais e relaes simples associadas com a teoria do capacitor MOS.2

Podemos fazer isso usando uma srie de representaes grficas dos resultados que j obtivemos at agora.3

Inicialmente, considere o potencial de superfcie s em funo da tenso de gate, VG, nas regies de acumulao, depleo e inverso.sVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso2B4

Note que s = 0 em VG = Vfb e aproximadamente zero na acumulao.

sVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso2B5

medida que VG aumenta alm da tenso de flat-band, Vfb, no regime de depleo, s aumenta at 2B.

sVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso2B6

Quando s alcana 2B, a concentrao de eltrons torna-se to grande que a superfcie considerada invertida.

sVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso2B7

A tenso de gate VG neste ponto chamada de tenso de threshold, Vt, ou tenso de limiar.

sVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso2B8

Em seguida, analisamos a largura da regio de depleo , Wdep, em funo de Vg.

WdepVGVfbVt

AcumulaoDepleoInversoWdmax9

Este grfico essencial porque revisa o capacitor MOS.

WdepVGVfbVt

AcumulaoDepleoInversoWdmax10

Nele, vemos que no h regio de depleo quando a interface MOS est na acumulao

WdepVGVfbVt

AcumulaoDepleoInversoWdmax11

A largura da regio de depleo, Wdep, na juno p-n e no capacitor MOS proporcional raiz quadrada do encurvamento da banda, s.

WdepVGVfbVt

AcumulaoDepleoInversoWdmax

12

No caso do capacitor MOS, Wdep satura em Wdmax, quando Vg Vt, porque s satura em 2B.

WdepVGVfbVt

AcumulaoDepleoInversoWdmax13

A figura a seguir revisa as trs componentes de carga no substrato do capacitor MOS.14

15QdepVGVfbVtQinvVGVfbVtQaccVGVfbVt

Inclinao = coxInclinao = coxAcumulaoDepleoInverso

16A carga de depleo Qdep constante na regio da inverso.

QdepVGVfbVtQinvVGVfbVtQaccVGVfbVt

Inclinao = coxInclinao = coxAcumulaoDepleoInverso

17A carga de depleo Qdep constante na regio da inverso.

A carga de inversoQinv = - cox(Vg-Vt)aparece na regio de inverso, e

QdepVGVfbVtQinvVGVfbVtQaccVGVfbVt

Inclinao = coxInclinao = coxAcumulaoDepleoInverso

18A carga de depleo Qdep constante na regio da inverso.

A carga de inversoQinv = - cox(Vg-Vt)aparece na regio de inverso, e

a Qacc aparece na regio de acumulao Qacc = - cox(Vg-Vfb)

QdepVGVfbVtQinvVGVfbVtQaccVGVfbVt

Inclinao = coxInclinao = coxAcumulaoDepleoInverso

A figura a seguir mostra a carga total no substrato, Qsub.19

QsubVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso

A carga no substrato, Qsub, na regio de acumulao composta pela carga de acumulao.20

QsubVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso

Na regio de depleo, a carga no substrato, Qsub, composta pela carga de depleo.21

QsubVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso

Na inverso, h duas componentes de carga, a carga de depleo e a carga de inverso.22

QsubVGVfbVt

AcumulaoDepleoInverso

Referncias23

24http://www.eecs.berkeley.edu/~hu/Chenming-Hu_ch5.pdf

https://engineering.purdue.edu/~ee606/downloads/T5.PDF