IE733 – Prof. Jacobus 8 a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS de Três Terminais (parte 1)

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1 IE733 – Prof. Jacobus 8 a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS de Três Terminais (parte 1)

2 MOS de 3 Terminais ou Diodo Controlado por Porta Si - p n+n+ VCVC VGVG VBVB É um capacitor MOS com uma junção ou diodo n + p justaposta, que permite o acesso e controle do canal. V C permite alterar o potencial e as cargas no canal. Este estudo permite entender e caracterizar a estru- tura do transistor MOS.

3 3.2 Conta- tando a Camada de Inversão a) e b): cargas e potenciais como no MOS-2T; pois o sistema continua em equilíbrio. c) e d): sistema fora de equilíbrio; dentro das regiões de depleção: E Fn - E Fp =qV CB ; afeta cargas e potencias

4 Em equilíbrio – V CB = 0

5 Fora de equilíbrio e V CB (=V R ) > 0

6 i)Suponha: V CB = 0 e V GB > V H0 S1 = 0 ii) Aumentando V CB > 0 (n + ) > S1 elétrons do canal serão drenado para o diodo n + Q I, ou mesmo Q I = 0 iii) É possível repor Q I por V GB ; tal que: S2 = S1 + V CB Q I f( S ), porém, Q I = f( S -V CB )

7 MOS-2T: VGVG Ev Ei Ec E Fp qVc B E Fn VGVG Ev Ei Ec EFEF MOS-3T:

8 O MOS-3T apresenta corrente reversa: na junção n + p na junção induzida do canal n – p Iremos desprezar esta corrente! A expressão para p será como no MOS-2T, pois o nível E Fp não é afetado por V CB dentro do substrato p:

9 Na inversão (n s > n i ), valem as mesmas equações básicas do Cap.2, com adaptação em Q I : (I) (II) (IV) (V) (VI) Na exponencial trocamos ( S -2 F ) por ( S -2 F –V CB ), já que S deve vencer (2 F +V CB ) para ter a mesma concentração n s (Ver problema 3.12).

10 A partir das 5 equações podemos determinar os demais parâmetros como no Cap.2: Dados V GB e V CB, obtém-se S por método numérico. a) b) ou

11 c) d) Note que C b =C i quando S = 2 F +V CB, no caso MOS-2T isto ocorre em S = 2 F.

12 Tracejado V CB = 0 Linha cheia V CB >0 Diferença em relação ao MOS-2T: C g (LF) = C g (HF), pois contato com n + pode fornecer Q I para acompanhar Q G Similar ao MOS-2T: ln Q I é linear em I. Fraca; Q I é linear em I. Forte. Fig.3.2Fig 3.2

13 Limites de Inv. Fraca: Inferior: S = F +V CB V GB =V LB Superior: S = 2 F +V CB V GB =V MB Se aumentarmos V CB as curvas deslocam-se para a direita: V CB impede a formação de Q I para S <2 F +V CB Q G será neutralizado por Q B d B Quando d B d j S j V CB +V BI permite formar o canal com Q I Se novamente aumentarmos V CB Q I necessitamos V GB para recompor Q I.

14 S x V GB parame- trizado com V CB : Fig. 3.3

15 Para V GB onde Q I é desprezível S = sa. Corresponde à curva tracejada. Para V GB tal que Q I não seja desprezível, próximo a (2 F +V CB )

16 Na região onde Q I é desprezível: (n = 1 a 1.5) É comum trocar polarização da Fig.3.1c pelo da Fig.3.1d Trocar o eixo V GB por V GC na Fig.3.2 Fig.3.4