IE733 – Prof. Jacobus 7 a Aula Cap. 2 A Estrutura MOS de Dois Terminais (parte 2)

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1 IE733 – Prof. Jacobus 7 a Aula Cap. 2 A Estrutura MOS de Dois Terminais (parte 2)

2 2.5 Inversão 2.5.1 Relações Gerais e Regiões de Inversão Inversão s > F Normalmente: N A = 10 16 a 10 18 cm -3 F = (13 a 18) t 2 F = (26 a 36) t (III) simplifica para: Podemos separar Q c em: onde:É complicado !

3 Alternativa: Determinar Q B e subtrair de Q C, assumindo as aproximações de folha de carga e de depleção: -depleção termina abruptamente em d B -y c << d B -na maior parte da região de depleção n(y)<<N A Assim, por desenvolvimento análogo ao da junção pn:

4 Inversão Fraca: Mesmo assim, Q I existe !!! corrente sub- limiar em trans.

5 P/ S = 2 F n s = p 0 = N A e Q I << Q B P/ S > 2 F n s cresce exponencialmente com S P/ S > 2 F + n * t = 2 F + Z0 n s e Q I início de inversão forte. Além das contribuições de Q I e Q B em Q C, devemos considerar as suas variações com S : P/ V GB1 (inversão fraca): V GB Q C Q B ; S1 P/ V GB2 (inv. Forte): V GB2 Q C Q I ; S2

6 Revisão de 5 equações básicas: (I) (II) (IV) (V) (VI) Destas equações: (VII)

7 Mas: = coef.fator de corpo (VIII)

8 Das equações básicas, podemos calcular: Q I, Q B, Q C e V GB para cada valor da variável S : Inver. Fraca: Inver. Forte:

9 Limites das regiões: Assim, podemos calcular V L0, V M0 e V H0, da rel. (VIII). Para S 2 F, podemos desprezar o termo: Para V H0 S = 2 F + n * t, onde n * = f(t ox,N A ) V H0 – V M0 décimos de V.

10 Desejamos obter Q I = f(V GB ) Das equações básicas, não se obtém uma relação explícita usar método numérico: a)para cada valor S calcula-se Q I e V GB (fig. 2.9), b) de cada par (Q I, V GB ), desenha-se a curva:

11 A curva Q I x V GB pode ser obtida também de: (1) (2) A equação (2) é obtida por: Mas: Analisaremos as 3 regiões separada- mente.

12 2.5.2 Inversão Forte Vimos que: - é próximo a 2 F + Z0 - depende do ponto de operação V GB - no passado adotava-se 0 = 2 F - 0 = 2 F + - = 6 t é um bom compromisso para substrato uniforme -é diferente para substrato não uniforme e deve ser ajustado (Cap.5).

13 Se S = 0 = cte V T0 = V T extrapolado na Fig. 2.10 É uma relação linear !

14 Exemplo: N A = 9 x 10 16 cm -3 t ox = 10 nm porta = Si-poli n +, N D = 10 20 cm -3 Q o = 10 -8 C/cm 2, ou Q o /q = 6.25 x 10 10 cm -2

15 Qual o valor de V H0 ? Ou seja, pto. de inversão forte? A curva de Q I x V GB é bem gradual p/ V GB V H0 V H0 não é bem definido ! Adotar um critério – 3 exemplos: a)Erro em Q I < 10% (diferença entre linhas cheia e pontilhada (Fig. 2.10)) V H0 próximo a V T0 b) Erro em Q I = 2% V H0 > V T0 c) Precisão na inclinação da curva Q I x V GB, com erro < 10% (importante p/ precisão em C e g) V H0 – V T0 0.6 V