wyjscie, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, LAB 3 [M]


  1. Kondensator MOS składa się z bramki z metalu (lub polikrystalicznego krzemu), izolatora (tlenku krzemu) i podłoża z półprzewodnika.

    2. Napięcie kontaktowe 0x01 graphic
    jest zdefiniowane jako różnica prac wyjścia metalu i półprzewodnika (rysunek 3. i 4.).

    3. Napięcie płaskich pasm 0x01 graphic
    to napięcie, które należy przyłożyć do bramki, aby pasma w obszarze półprzewodnika się wyprostowały. W rzeczywistym kondensatorze MOS we wzorze na napięcie płaskich pasm trzeba także dodać poprawkę na napięcie, wynikające z istnienia ładunku efektywnego 0x01 graphic
    (wzór 2).

    4. Napięcie progowe 0x01 graphic
    to takie napięcie między bramką i podłożem, kiedy koncentracja nośników mniejszościowych przy powierzchni półprzewodnika jest równa koncentracji nośników większościowych w jego objętości. Potencjał powierzchniowy 0x01 graphic
    jest wtedy równy 0x01 graphic
    , gdzie 0x01 graphic
    to poziom Fermiego w półprzewodniku.

    6. Przybliżenie zubożenia to założenie, że w pewnym obszarze do 0x01 graphic
    od powierzchni półprzewodnika wszystkie domieszki są nieskompensowane, natomiast dalej już wszystkie skompensowane przez nośniki większościowe.

    7. W stanie silnej inwersji potencjał powierzchniowy 0x01 graphic
    przyjmuje maksymalną wartość 0x01 graphic
    , gdyż niewielki wzrost 0x01 graphic
    powoduje duży wzrost koncentracji nośników większościowych, a co za tym idzie, w półprzewodniku i dielektryku tworzy się pole elektryczne, zatrzymujące spadek napięcia na półprzewodniku. 0x01 graphic
    jest wtedy maksymalne.

    8. Pojemność kondensatora MOS: 0x01 graphic
    lub 0x01 graphic
    . Oprócz definicji kondensator MOS można przedstawić jako szeregowe połączenie pojemności półprzewodnika i izolatora.

    9. Na rysunku 11. widać, że dla wysokich częstotliwości szybkość generacji-rekombinacji nośników mniejszościowych (czas życia nośników mniejszościowych) robi się zbyt mała, aby nadążyć za zmianami napięcia. Nie następuje generacja - nie zmienia się ładunek nośników.
    _________________

5. Omowić stany, w jakich może znajdować się przypowierzchniowy obszar półprzewodnika przy różnych napięciach przyłożonych do bramki.

0x01 graphic
- napięcie bramnka - podłoże

dla 0x01 graphic
ładunek zgromadzony na bramce nie wystarcza do wytworzenia stanu płaskich pasm. Powoduje to gromadzenie się nośników większościowych (tu akurat dziur) w wąskiej, powierzchniowej warstwie półprzewodnika. W związku z tym pasma energetyczne w tej części półprzewodnika zaginają się do góry (rys. 6). Stan ten jest określany mianem akumulacji.

dla 0x01 graphic
ładunek jest większy, niż potrzebny do uzyskania stanu płaskich pasm, ale jest on za niski, żeby osiągnąć zagięcie pasm 0x01 graphic
. Rozpatrujemy wtedy 2 przypadki:

- dla 0x01 graphic
ładunek zgromadzony na bramce jest większy pd ładunku potrzebnego do uzyskania stanu płaskich pasm i powoduje on odpłynięcie dziur od przypowierzchniowego obszaru półprzewodnika (rys. 7)

- dla 0x01 graphic
ładunek zgromadzony na bramce jest większy od ładunku w poprzednim przypadku i powoduje odpycha nie nośnikow większościowych (dziur), ale także przyciąga nośniki mniejszościowe (elektrony). Mimo to koncentracja elektronów w obszarze przypowierzchniowym jest niewielka i mniejsza, niz koncentracja dziur w głębi półprzewodnika. Stan ten jest nazywany stanem słabej inwersji.

dla 0x01 graphic
ładunek zgromadzony w bramce jest tak duży, że powoduje zagięcie pasm 0x01 graphic
wskutek czego koncentracja nosników mniejszościowych na powierzchni półprzewodnika jest większa niż koncentracja nośnikow mniejszościowych w jego objętości. Jest to stan silnej inwersji.

ad. 6 0x01 graphic

Na - koncentracja domieszek w półprzewodniku.

ad. 7 0x01 graphic


ad. 8 A - pole powierzchni kondensatora, Qg - ładunek zgromadzony na bramce. Jest to pojemność różniczkowa, czyli dotyczy małych amplitud prądu zmiennego.

10. Wyznaczanie parametrów kondensatora MOS na podstawie pomiaru zależności C-U

grubość dielektryka: 0x01 graphic
, gdzie Cmax jest zmierzone w zakresie akumulacji.
0x01 graphic
, gdzie 0x01 graphic
, a Cmin mierzymy w zakresie silnej inwersji przy wysokiej częstotliwości.
_________________

Wejściówka: opisać zależność C od U dla wysokich częstotliwosci (+rysunek) i napisać, co możemy wyliczyć ze zmierzonych wartości

0x01 graphic

Zejściówka (22.11.2007):
1. Co to jest napięcie progowe. Przedstawic na odpowiednim modelu pasmowym.
2. Co to jest napięcie płaskich pasm i zamieścić odpowiedni rysunek modelu pasmowego oraz omówić od czego jeszcze zależy w praktyce (chyba chodziło o ładunek efektywny, tylko ja nie pamiętam jak było sformułowane pytanie) 0x01 graphic

3. W jaki sposób wyznacza się napięcie płaskich pasm - opisać algorytm zastosowany na laboratorium i zamieścić stosowny wykres.
(W związku z tym, że nie pamiętam jak było sformułowane pytanie to dopiszę, że zrozumiałem jako: napisz, że 0x01 graphic
wyznacza się ze wzoru, a 0x01 graphic
wykresu C -U i narysuj ten wykres)

1, 3, 4, 5 (z tych na gorze)



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ELCS lab 3, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, LAB 3 [M]
zejscie elka + eiti, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, LAB 3 [M]
LAB K zejscia, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, Lab 4 [K]
termistor, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, LAB 2 [T]
Dioda Zenera, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, LAB 2 [T]
ELCS lab 3, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Laboratorium, LAB 3 [M]
l3, WEiTI - Makro, SEMESTR III, AISDE, Laboratorium, Lab 3
odp lab3 pofa-update 16-04-10, WEiTI - Makro, SEMESTR III, POFA, Laboratorium, Lab 3
SYMSE lab5, WEiTI - Makro, SEMESTR III, SYMSE, Laboratorium, Lab 5
lab3 pofa 16-04-10, WEiTI - Makro, SEMESTR III, POFA, Laboratorium, Lab 3
pofa lab 5 elka eiti, WEiTI - Makro, SEMESTR III, POFA, Laboratorium, Lab 5
elka mine forum, WEiTI - Makro, SEMESTR II, TOB, Laboratorium, Lab 4
EITI Waw, WEiTI - Makro, SEMESTR II, TOB, Laboratorium, Lab 4
K2 Tematyka kolokwium nr 2, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Kolokwium II
kolos 3, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Kolokwium III
elcs k1, WEiTI - Makro, SEMESTR III, ELCS, Kolokwium I
PWI - Prawa autorskie, WEiTI - Makro, SEMESTR III, PWI
Egzamin EITI ELKA, WEiTI - Makro, SEMESTR III, UCYF, Egzamin
PWI - Prawa autorskie ver 2, WEiTI - Makro, SEMESTR III, PWI

więcej podobnych podstron