EITI

Pytania z zejściówki:
1. Co to jest kondensator MOS? - 0,6 pkt
2. Zaznacz stany Ec Ev Ef Ei dla... krzemu, z domieszkami donorowymi w dwóch różnych wariantach oraz akceptorowymi. - 0,7 pkt
3. Opisz sposób wyznaczania Ufb zastosowany w ćwiczeniu narysuj charakterystyke C-U i zaznacz na niej Ufb - 0,7 pkt

Dzisiaj a raczej wczoraj zostaliśmy zaskoczeni trochę niestandardowym pytaniem o napięcie progowe i należało w tym pytaniu dorysować jeszcze odpowiedni układ pasmowy dotyczący tego stanu a ponadto standard opisać kon. MOS i algorytm wyznaczania Cfb i Ufb

ELKA

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

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)

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
wyznacza się ze wzoru, a
wykresu C -U i narysuj ten wykres

+

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

3. Napięcie płaskich pasm
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
(wzór 2).

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

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


- napięcie bramnka - podłoże

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

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

---