二端 MOS 结构各反型区及其特性的总结各反型区特性的总结根据本章中给出的关系式和有关的讨论,我们可对每一反型区的某些特性作一总结,并用表2.1说明。联系方式:邹先生联系电话:0755-83888366-8022手机:18123972950QQ:2880195519联系地址:深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号请“关注”
二端 MOS 结构各反型区及其特性的总结各反型区特性的总结根据本章中给出的关系式和有关的讨论,我们可对每一反型区的某些特性作一总结,并用表2.1说明。联系方式:邹先生联系电话:0755-83888366-8022手机:18123972950QQ:2880195519联系地址:深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号请“关注”
关于二端MOS结构中反型界限的精确定义分析关于反型界限的精确定义分析在2.5节中,中反型区的下限点取得和弱反型区的上限点重合。而弱反型区的上限点传统上定义在ψs=2ΦF。如从式(2.4.11b)可见,当ψs=2ΦF时,表面电子浓度变得和体内的排杂浓度NA相等。从式(2.6.14)和(2.6.15)还可看出,此时C´i=C´b。以上两个论点的成立与C´ox值无关。然而,两个论点都没有提到在ψs=2Φ
关于二端MOS结构中反型界限的精确定义分析关于反型界限的精确定义分析在2.5节中,中反型区的下限点取得和弱反型区的上限点重合。而弱反型区的上限点传统上定义在ψs=2ΦF。如从式(2.4.11b)可见,当ψs=2ΦF时,表面电子浓度变得和体内的排杂浓度NA相等。从式(2.6.14)和(2.6.15)还可看出,此时C´i=C´b。以上两个论点的成立与C´ox值无关。然而,两个论点都没有提到在ψs=2Φ
电压源驱动的二端MOS结构的小信号电容等效电路解析小信号电容在图2.4a中,若VGB有一微小的增量ΔVGB,则将有一正电荷ΔQ´G流入栅端。由于整体上的电中性,必有一等量电荷流出衬底端,或者等价地说,必有一负电荷-ΔQ´G流入衬底端。于是,可以定义一单位面积增量(小信号)电容C´gb,把电荷与电压的变化联系起来。这一电容表示在图2.12中。我们定义流入衬底端的电荷-ΔQ´G使电荷Q´c改变了ΔQ´
电压源驱动的二端MOS结构的小信号电容等效电路解析小信号电容在图2.4a中,若VGB有一微小的增量ΔVGB,则将有一正电荷ΔQ´G流入栅端。由于整体上的电中性,必有一等量电荷流出衬底端,或者等价地说,必有一负电荷-ΔQ´G流入衬底端。于是,可以定义一单位面积增量(小信号)电容C´gb,把电荷与电压的变化联系起来。这一电容表示在图2.12中。我们定义流入衬底端的电荷-ΔQ´G使电荷Q´c改变了ΔQ´
二端 MOS结构中反型的一般关系式解析二端 MOS结构中反型在中反型区,上述简化公式没有一个是适用的。该区内的Q´I(VGB)曲线既不是直线,也不是指数曲线。若需知该区内的精确结果,则可采用完整公式(2.5.7)和(2.5.18),也可用经验公式(例如多项式逼近)。正如早已注意到的,在许多处理方法中,没有定义中反型区。有时把强反型区的底部看作中反型区。在有些论述中,定义这样一个点(落在我们所说的中
二端 MOS结构中反型的一般关系式解析二端 MOS结构中反型在中反型区,上述简化公式没有一个是适用的。该区内的Q´I(VGB)曲线既不是直线,也不是指数曲线。若需知该区内的精确结果,则可采用完整公式(2.5.7)和(2.5.18),也可用经验公式(例如多项式逼近)。正如早已注意到的,在许多处理方法中,没有定义中反型区。有时把强反型区的底部看作中反型区。在有些论述中,定义这样一个点(落在我们所说的中
二端 MOS结构弱反型特性函数形式现象情况分析弱反型在弱反型区,Q´I(VGB)呈简单形式,和在强反型区内有很大差别。从考虑式(2.5.7)入手,并令现在来看式(2.5.7)中的项。在弱反型区,ψs小于ΦMO,而ΦMO取值为2ΦF,见式(2.5.9)。因此ξ《ψs函数可在=0附近用泰勒级数展开,取前两项来近似把式(2.5.31)和(2.5.32)代入式(2.5.7),可得为了得到Q´I与外部偏压V
二端 MOS结构弱反型特性函数形式现象情况分析弱反型在弱反型区,Q´I(VGB)呈简单形式,和在强反型区内有很大差别。从考虑式(2.5.7)入手,并令现在来看式(2.5.7)中的项。在弱反型区,ψs小于ΦMO,而ΦMO取值为2ΦF,见式(2.5.9)。因此ξ《ψs函数可在=0附近用泰勒级数展开,取前两项来近似把式(2.5.31)和(2.5.32)代入式(2.5.7),可得为了得到Q´I与外部偏压V
二端 MOS结构强反型函数形式表达现象情况分析二端 MOS结构强反型如从图2.9所见,在强反型区内,VGB的大幅度变化只引起ψs的很小的变化。对此,一种很常用的假设认为,在强反型区内,ψs实际上被“钉”在一个常数上:ΦB的值接近于ΦHO,但是难以确切地定义。显然,若有人感兴趣于把工作点只限定在高VGB值上,则ΦB值应选得比低压工作时高一些①(①这种情况与把双极晶体管的基-射电压假设为一常数相类似。
二端 MOS结构强反型函数形式表达现象情况分析二端 MOS结构强反型如从图2.9所见,在强反型区内,VGB的大幅度变化只引起ψs的很小的变化。对此,一种很常用的假设认为,在强反型区内,ψs实际上被“钉”在一个常数上:ΦB的值接近于ΦHO,但是难以确切地定义。显然,若有人感兴趣于把工作点只限定在高VGB值上,则ΦB值应选得比低压工作时高一些①(①这种情况与把双极晶体管的基-射电压假设为一常数相类似。
二端 MOS结构反型的一般关系式解析反型的一般关系式对于掺杂浓度取MOS晶体管中常用值(102~105μm-3)的衬底,费米势ΦF的值近似为9Φt~16Φt;因此,式(2.4.17)中的2Φt为18Φt~32Φt。不难看出,在反型区图2.5c),因为ψs≥Φt,式(2.4.17)可以近似写成下式①:氧化层下面的总电荷(单位面积上的)是来源于反型层中的电子电荷Q´I和来源于耗尽区中电离受主的电荷Q´
二端 MOS结构反型的一般关系式解析反型的一般关系式对于掺杂浓度取MOS晶体管中常用值(102~105μm-3)的衬底,费米势ΦF的值近似为9Φt~16Φt;因此,式(2.4.17)中的2Φt为18Φt~32Φt。不难看出,在反型区图2.5c),因为ψs≥Φt,式(2.4.17)可以近似写成下式①:氧化层下面的总电荷(单位面积上的)是来源于反型层中的电子电荷Q´I和来源于耗尽区中电离受主的电荷Q´
二端 MOS管栅-衬底电压对表面状态的影响现在我们来考虑VGB对图2.4中含有Qc区域的状态的影响。假设衬底是p型的。下面按VGB等于,小于或大于平带电压VaB三种情况来讨论。2.4.1 平带条件这种情况已在2.2节中详细讨论过,并用图2.2e作了说明。根据有关的讨论,有2.4.2 积累考虑VaB VpB(例如,对于例2.1中的器件而言,这意味着VaB比-1.05V更负)时的情况。
二端 MOS管栅-衬底电压对表面状态的影响现在我们来考虑VGB对图2.4中含有Qc区域的状态的影响。假设衬底是p型的。下面按VGB等于,小于或大于平带电压VaB三种情况来讨论。2.4.1 平带条件这种情况已在2.2节中详细讨论过,并用图2.2e作了说明。根据有关的讨论,有2.4.2 积累考虑VaB VpB(例如,对于例2.1中的器件而言,这意味着VaB比-1.05V更负)时的情况。
半导体电势平衡和电荷平衡现在我们来讨论,当假设外加电压VGB不等于平带电压VpB时,衬底将受到怎样的影响。其一般情况示于图2.4,外加一个任意值的电压VGB通常将使半导体内出现电荷。实际上,所有这些电荷将包含在靠近半导体上表面的一个区域内,如图2.4a的阴影区。这个区域以外的衬底实际上是中性的。我们把该区两边总的电势降落(方向选为由表面指向该区以外体内的一点)定义为表而势中s。今后我们将特别注意
半导体电势平衡和电荷平衡现在我们来讨论,当假设外加电压VGB不等于平带电压VpB时,衬底将受到怎样的影响。其一般情况示于图2.4,外加一个任意值的电压VGB通常将使半导体内出现电荷。实际上,所有这些电荷将包含在靠近半导体上表面的一个区域内,如图2.4a的阴影区。这个区域以外的衬底实际上是中性的。我们把该区两边总的电势降落(方向选为由表面指向该区以外体内的一点)定义为表而势中s。今后我们将特别注意
解析二端MOS结构-平带电压及其寄生电荷组成二端 MOS结构-平带电压我们从一种“纯理论”的情况(见图2.2a)开始讨论。这里假定栅与衬底用掺杂浓度一样的同一种结晶材料(现在的情况下是p型硅)制成,并假定用同样材料设法把栅连向衬底,在某种意义上使得栅成为衬底的延伸。在硅中未画有电荷,因为p型材料中的每个带正电的空穴对应着一个产生该空穴的带负电的受主原子,而且也不存在使空穴在任一特定区域内堆积起来的
解析二端MOS结构-平带电压及其寄生电荷组成二端 MOS结构-平带电压我们从一种“纯理论”的情况(见图2.2a)开始讨论。这里假定栅与衬底用掺杂浓度一样的同一种结晶材料(现在的情况下是p型硅)制成,并假定用同样材料设法把栅连向衬底,在某种意义上使得栅成为衬底的延伸。在硅中未画有电荷,因为p型材料中的每个带正电的空穴对应着一个产生该空穴的带负电的受主原子,而且也不存在使空穴在任一特定区域内堆积起来的