Elettronica I La struttura MOS (Metallo-Ossido-Semiconduttore)
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- Irma Parente
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1 Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore) Valetio Liberali iartimeto di Tecologie dell Iformazioe Uiversità di Milao, Crema liberali@dti.uimi.it htt:// liberali Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 1 truttura MO MO = MetalloOssidoemicoduttore metallo (Al) oure silicio olicristallio fortemete drogato ossido (io 2 ) semicoduttore (i drogato) io 2 (biossido di silicio): è u vetro co ottime rorietà isolati, otteuto er ossidazioe del silicio silicio olicristallio (olysilico) fortemete drogato: è u buo coduttore, quasi come u metallo Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 2 1
2 Codesatore MO (1/3) M O = M O La struttura MO si comorta come u codesatore a facce iae arallele, i cui l armatura sueriore è metallica e l armatura iferiore è di materiale semicoduttore. Variado la tesioe tra metallo e semicoduttore, varia la carica immagazziata. La variazioe della carica rovoca u cambiameto della coducibilità del semicoduttore. Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 3 Codesatore MO (2/3) V e la arte iferiore è di semicoduttore di tio : ua tesioe egativa alicata all armatura sueriore allotaa gli elettroi del semicoduttore dallo strato vicio all ossido, dove rimagoo le cariche ositive fisse la coducibilità del semicoduttore dimiuisce Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 4 2
3 Codesatore MO (3/3) V e la arte iferiore è di semicoduttore di tio : ua tesioe ositiva alicata all armatura sueriore allotaa le lacue del semicoduttore dallo strato vicio all ossido, dove rimagoo le cariche egative fisse la coducibilità del semicoduttore dimiuisce Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 5 Trasistore MO (1/2) () () drai () caale Vista i sezioe: struttura MO co u termiale sull armatura sueriore (elettrodo di = ) e due termiali laterali (elettrodi di = e di = drai) co drogaggio dello stesso tio dell armatura iferiore (caale). La arte iferiore (elettrodo di = bulk o substrato) ha drogaggio di tio oosto al caale. () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 6 3
4 Trasistore MO (2/2) () () drai () caale Le giuzioi (diodi arassiti) tra e substrato, tra drai e substrato, tra caale e substrato devoo essere olarizzate iversamete il substrato () di tio va collegato alla tesioe iù egativa. La coduzioe è dovuta solo ai ortatori che attraversao il caale, dal al drai (elettroi er u trasistore MO a caale N): il trasistore MO è u disositivo uiolare. () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 7 Trasistore NMO a svuotameto () () drai () caale MO a caale N (NMO) Normalmete è i coduzioe; occorre ua tesioe egativa al er segerlo (tesioe di ichoff V P < 0) () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 8 4
5 Trasistore PMO a svuotameto () () drai () caale MO a caale P (PMO) Normalmete è i coduzioe; occorre ua tesioe ositiva al er segerlo (tesioe di ichoff V P > 0) () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 9 Trasistore NMO ad arricchimeto (1/2) () () drai () MO a caale N (NMO) Normalmete è seto, erché tra e ci soo due giuzioi olarizzate iversamete: i asseza di tesioe alicata all elettrodo di, o si forma il caale. () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 10 5
6 Trasistore NMO ad arricchimeto (2/2) () () drai () Ua tesioe ositiva al allotaa le lacue e attira gli elettroi. e la tesioe di è sufficietemete elevata, sotto il gli elettroi raggiugoo ua cocetrazioe maggiore di quella delle lacue (strato di iversioe) e si forma il caale tra e. () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 11 Tesioe di soglia V th = tesioe di soglia (threshold voltage): è la tesioe miima er cui si ha l iversioe della oolazioe di ortatori, co coseguete formazioe del caale sotto il. La tesioe di soglia V th è ositiva er u trasistore MO a caale N ad arricchimeto. La tesioe di soglia diede dal drogaggio del substrato: aumetado la cocetrazioe di dro el substrato, cresce la tesioe ecessaria er avere lo strato di iversioe co la coseguete formazioe del caale. Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 12 6
7 Trasistore PMO ad arricchimeto () () drai () MO a caale P (PMO) Normalmete è seto; coduce alicado tesioe egativa al (er formare il caale, la tesioe al deve essere iferiore alla tesioe di soglia V th, ach essa egativa). () Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 13 imboli del trasistore MO (1/2) MO a caale N a svuotameto (deletio) ad arricchimeto (ehacemet) V P < 0 V th > 0 Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 14 7
8 imboli del trasistore MO (2/2) MO a caale P a svuotameto (deletio) ad arricchimeto (ehacemet) V P > 0 V th < 0 Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 15 Modello semlificato del trasistore MO MO = R MO a caale N: V th > 0; seto ( off ) er tesioe di iferiore a V th ; acceso ( o ) er tesioe di sueriore a V th. MO a caale P: V th < 0; seto ( off ) er tesioe di sueriore a V th ; acceso ( o ) er tesioe di iferiore a V th. Elettroica I La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore). 16 8
Elettronica La struttura MOS (Metallo-Ossido-Semiconduttore)
Elettroica La struttura MO (MetalloOssidoemicoduttore) Valetio Liberali iartimeto di Fisica Uiversità degli tudi di Milao valetio.liberali@uimi.it Elettroica La struttura MO 6 maggio 2015 Valetio Liberali
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