Struttura schematica di un MOSFET a canale n
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- Florindo Tedesco
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1 Struttura schematica di u MOSFET a caale Source Gate Drai Ossido Metallo Ossido Semicoduttore F E T 3 Fodameti di elettroica
2 a fuzioe del CONTATTO di GATE Variado varia (per iduzioe elettrostatica la cocetrazioe di elettroi liberi el Si sotto l ossido tra i due cotatti di S e D. Se ifatti aumeta: - le lacue sotto l ossido vegoo allotaate verso il substrato, e - elettroi liberi vegoo richiamati all iterfaccia tra ossido e substrato. V S >0V V D M O S Field Effect T Si forma u cammio (CANAE di elettroi tra S e D, ach essi piei di elettroi. 4 Fodameti di elettroica
3 I CANAE CONDUTTIVO DI EETTRONI aggiuta di u campo elettrico lugo il caale (applicado ua tesioe V DS tra D e S può mettere i moto gli elettroi - + V S >0V V D >0V V DS e produrre ua correte elettrica tra D e S. 5 Fodameti di elettroica
4 A TENSIONE DI SOGIA a tesioe da dare al Gate rispetto al Source (S affiché la cocetrazioe di elettroi mobili sotto l ossido raggiuga il valore che prima lì avevao le lacue è detta TENSIONE DI SOGIA (V T del MOSFET. V S =V T ossido elettroi liberi co desità pari a =N A V D drogato co N A lacue/cm 3 Zoa priva di elettroi e di lacue Quado S = V T si dice ache che si è raggiuta la codizioe di iversioe dei portatori sotto l ossido. 6 Fodameti di elettroica
5 A TENSIONE DI SOGIA a tesioe di soglia per questo MOSFET ha sego positivo. Il suo valore dipede: - dallo spessore dell ossido, - dal drogaggio del substrato, - dall evetuale preseza di ioi (positivi ell ossido. a tesioe di soglia è u dato tecico forito da ogi costruttore. 7 Fodameti di elettroica
6 I M.O.S. COME UN CONDENSATORE Qp Q S = = Cox Q C p ox + d ox >V T Q Ossido C gate = C ox = ε d ox ox Area gate Area gate = 8 Fodameti di elettroica
7 CARICA NE CANAE Quado > V T - si forma il codesatore co dielettrico spesso d ox - ai cui capi cade la tesioe (S -V T i eccesso rispetto alla soglia - determiado ua carica di elettroi mobili el caale pari a : V S S (S -V T Q = C ox (S - V T dove Q = elettroi liberi sotto l ossido per ogi cm 2 di area del Gate C ox = capacità del codesatore di Gate avete area di 1cm 2 9 Fodameti di elettroica
8 RESISTENZA DE CANAE >V T Z co R ch ρ = = ρ Z 1 qµ [ Ω cm] Notare che : Q =q.. Z [elettroi/cm2 ], per cui R ch = µ 1 Q ' 10 Fodameti di elettroica
9 I DISPOSITIVO COME RESISTORE VARIABIE V S >V T V D >0V -0 -V(x -V D x I D I = D V R DS ch S >V T cresceti V DS V DS Quado V DS è piccola, le curve soo praticamete delle rette. Si dice che il MOSFET è i ZONA OHMICA. egge di Ohm : V = R. I 11 Fodameti di elettroica
10 CORRENTI A AUMENTARE DI V DS V S >V T V D >0V I D -0 -V(x -V D x V DS S >V T cresceti V DS All aumetare di V DS, la correte aumeta meo che liearmete. 12 Fodameti di elettroica
11 Il PINCH-OFF del caale Quado V D raggiuge il valore ( -V T la cocetrazioe di elettroi el puto P fiale del caale vicio al Drai si aulla (PINCH-OFF la tesioe ai capi del caale vale ( -V T V S >V T V D =V Dsat P -0 -V D =V T S -V T a tesioe al Drai quado si raggiuge il pich-off è detta TENSIONE DI SATURAZIONE, V Dsat = -V T 2 Fodameti di elettroica
12 A CORRENTE A PINCH-OFF >V T Z R = 2 sat R ch -0 V T (S -V T Ricordado che : R ch = µ 1 Q Q = C ox (S - V T ' I (V V GS T ' 2 D = = µ Cox (VGS VT R sat 2 3 Fodameti di elettroica 1
13 A CORRENTE IN SATURAZIONE V S >V T V D >V Dsat I D -0 -V D =V T P (S -V T (V D -V Dsat V DS All aumetare di V D oltre V Dsat : - esisterà sempre il puto P, la cui posizioe al più arretra verso il Source, - il caale avrà sempre la stessa forma e quidi la stessa resisteza, - la tesioe ai capi del caale sarà sempre pari a ( -V T sempre I (V V 1 GS T ' 2 D = = µ Cox (VGS VT R sat 2 4 Fodameti di elettroica
Caratteristiche I-V Qualitativamente, la caratteristica di uscita di un MOSFET è la seguente:
l sistema MOFE l MOFE è u FE che utilizza come caale la regioe di iversioe che si crea i ua struttura MO opportuamete polarizzata. l cotatto di gate del trasistor coicide co il Metallo della struttura
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