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IE733 – Prof. Jacobus 4 a Aula Potenciais de Contato e Introdução ao MOSFET.

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1 IE733 – Prof. Jacobus 4 a Aula Potenciais de Contato e Introdução ao MOSFET.

2 Potencial de Contato Metal-metal: Metal - M (eV) Ag5.1 Al4.1 Au5.0 Cu4.7 Mg3.4 Ni5.6 Pd5.1 Pt5.7

3 Metal-Si

4 onde:

5 Da condição de contorno, (0)=0, obtemos:

6 Com aplicação de tensão:

7 Formação de contato ôhmico: a) M < S

8 b) Barreira estreita – Si com alta dopagem:

9 Nomenclatura de Tsividis: Potencial de contato: J1,J2 = J1 - J2, (onde =potencial) Caso J1 < J2, (onde =energia=função trabalho):

10 Tsivides adota o Si intínseco como referência. MaterialPotencial de contato - J Ag-0.4 Au-0.3 Cu0.0 Ni+0.15 Al+0.6 Mg+1.35 Si-p Si-n Si extrín - F Si intrín0

11 Conhecendo os valores de J em relação ao Si intrínseco, Podemos calcular J1,J2 entre dois materiais quaisquer:

12 Exemplos: Potencial de contato de Al p/ Si-p (N A =10 15 cm -3 ) Potencial de contato de Si-p (N A = cm -3 ) p/ Si-n (N D =10 16 cm -3 )

13 Vários materiais em série: Medida com voltímetro: Inserindo uma fonte de tensão:

14 Introdução ao Transistor MOS Lilienfeld, 1928 – um homem muito à frente do seu tempo!

15 D. Kahng e M. Atalla, 1960 Realização Prática

16 CMOS = nMOS + pMOS Algumas características: W = W M - W L = L M - L I G 0 I JR 1 pA/área mínima em RT (aumenta ~ 2x a cada 8 a 10 C) V DS < BV

17 Descrição Qualitativa do MOSFET

18 Analogia de Dinâmica de Fluidos MOSFETFluídica elétronsmoléculas de H 2 O correntefluxo de água fonte/dreno2 tanques cheios (níveis controlados externamente) canalsuperfície de um pistão porta, V G alça do pistão

19 Para V GS nível da fonte: n s (elétrons) moléculas vapor I DS fluxo H 2 O (por difusão) n H2O (h) e -h Portanto: fluxo e -h

20 Características de MOSFET Tensão de limiar clássica:


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