1. Kondensator MOS składa się z bramki z metalu (lub polikrystalicznego krzemu), izolatora (tlenku krzemu) i podłoża z półprzewodnika.
   
   2. Napięcie kontaktowe
   jest zdefiniowane jako różnica prac wyjścia metalu i półprzewodnika (rysunek 3. i 4.).
   
   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.
   
   6. Przybliżenie zubożenia to założenie, że w pewnym obszarze do
   od powierzchni półprzewodnika wszystkie domieszki są nieskompensowane, natomiast dalej już wszystkie skompensowane przez nośniki większościowe.
   
   7. W stanie silnej inwersji potencjał powierzchniowy
   przyjmuje maksymalną wartość
   , gdyż niewielki wzrost
   powoduje duży wzrost koncentracji nośników większościowych, a co za tym idzie, w półprzewodniku i dielektryku tworzy się pole elektryczne, zatrzymujące spadek napięcia na półprzewodniku.
   jest wtedy maksymalne.
   
   8. Pojemność kondensatora MOS:
   lub
   . 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.


- 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.

ad. 6

Na - koncentracja domieszek w półprzewodniku.

ad. 7


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:
, gdzie Cmax jest zmierzone w zakresie akumulacji.

, gdzie
, 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

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)

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

---