Il sistema MOS (Metallo Ossido Semiconduttore)
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- Damiano Andreoli
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1 Il sstma MO Mtallo Osso mcouttor Il sostvo a fftto camo ù ffuso è l trasstor MOFT. tratta, com l caso l JFT, u sostvo a tr trmal cu la tso alcata al trmal gat cotrolla la corrt ch scorr l caal ch collga gl altr u trmal. om l caso l JFT, l gat è lttrcamt solato al caal. I usto caso, tal solamto è ralzzato attravrso ua struttura, ch è sszalmt u caactor, ch r l om MO o MI Mtallo Isolat mcouttor
2 Fuzoamto lla struttura MO osramo uu ua struttura MO, cu sgrmo l agramma a ba, all ulbro trmoamco cu cosrrmo l comortamto sotto l azo ua tso alcata tra l lttroo suror ullo ch sarà o l gat l MOFT l smcouttor. Pr covzo, s cosra ostva la tso alcata s l otzal l mtallo è ostvo rstto a ullo l smcouttor. l sguto cosrrmo smr u smcouttor to
3 Fuzoamto lla struttura MO Il agramma a ba s costrusc moo ch, all ulbro, l lvllo Frm sa costat l lvllo l vuoto sa cotuo com r sstm mtallosmcouttor. l caso artcolar cu, com lla fgura rct, la fuzo lavoro l mtallo sa ar a ulla l smcouttor, l ba soo att. usta cozo è r l auto tta cozo baa atta. l sguto farmo uso usta ots l trattar l comortamto l sostvo rsosta a ua tso, ach s, s ba b, o è affatto cssara r ortar avat la trattazo. tratta smlcmt ua ots smlfcatva, ch vrrà o rmossa sza sostazal mofch ll tora. vc foamtal far uso altr u ots ch rguarao l ruolo ll solat: 1L osso è rvo carch L osso ha rsstvtà fta Ovvro, attravrso l osso o uò assar alcua corrt cotua
4 Fuzoamto lla struttura MO soo o ultror ots ch s cosrao val uao s stua l comortamto l MO cozo olarzzazo. ss soo: 1Il mtallo è rfttamt uotzal mcrolttroca r far l gat s usa gr l allumo, our l ol-slco molto rogato Il smcouttor è uformmt rogato 3Il smcouttor è suffctmt ssso coè c è u ama zoa utra 4Il grator tso è collgato al smcouttor tramt u cotatto ohmco al ovvro sza caut tso cotatto 5o c soo fftt boro, r cu l roblma uò ssr cosrato uramt umsoal uao s alca ua tso al sstma MO, ualuu sgo sa la tso, l lvllo Frm l mtallo sta al lvllo Frm l smcouttor ua uattà ar, lttrovolt, alla tso alcata olt. D altra art, ata la rsza ll osso, o c uò ssr assaggo corrt al mtallo al smcouttor. Prtato, alcao ua tso, l lvllo Frm rma costat l mtallo l smcouttor rsttvamt.
5 Fuzoamto lla struttura MO u, < l lvllo Frm l mtallo è suror a ullo l smcouttor > l lvllo Frm l mtallo è fror a ullo l smcouttor Il agramma a ba s costrusc to rst la rgola lla cotutà l lvllo l vuoto. Il matral solat v schmatzzato com s foss u smcouttor co u ga strmamt amo. tga oltr rst ch l smcouttor, ov l lvllo Frm è costat, cotuao a valr l rlazo: F F aso <: l ba s curvao vrso l alto, surfc F aumta accumulo lacu
6 Fuzoamto lla struttura MO aso > ma o troo : l ba s curvao vrso l basso, surfc F musc svuotamto lacu. cra ua rgo carca sazal amzza W. aso >>: l ba s curvao vrso l basso, surfc F musc fo a cambar sgo accumulo lttro. usta stuazo è tta IRIO DI POPOLZIO.
7 Fuzoamto lla struttura MO Oltr alla rgo svuotata, s cra ua strttssma rgo 1-1 Å cu c soo ù lttro ch lacu. Ua volta cratas l vrso, og ultror aumto lla tso rovoca u aumto sozal lla coctrazo gl lttro tal rgo, mtr l amzza lla rgo svuotamto rsta costat. Trattazo uattatva l roblma fscoo: bulk F co <> s l smcout tor è to s l smcouttor è to bulk co lm usta fuzo assum, bulk surfc, l valor:
8 Fuzoamto lla struttura MO om cosguza: F F F F F F Ioltr: cu: a,,, bulk l ochè
9 Fuzoamto lla struttura MO llora, a scoa l valor s stguoo l sgut rgo fuzoamto: IRIO,, UOTMTO ma,, D PITT UMULZIO bulk bulk bulk bulk bulk bulk > > < > < > < < < > < rtro FORT IRIO: l l : sso coè, ovvro :
10 fftt caactv U sstma MO, cozo accumulo vrso, s comorta sattamt com l caactor a facc a aralll ch ha com lttrco l osso. lcao ua tso, a ca ll osso, su u att s crao u carch ugual sgo oosto. Il smcouttor s comorta rcò com s foss u mtallo. uao vc l cozo olarzzazo soo tal a urr uo svuotamto l smcouttor, l sstma s comorta com ua sr u caactor, uo costtuto all osso l altro corrsot alla caactà lla rgo svuotata. Il otzal alcato tra l gat l smcouttor s rartsc tra l osso la rgo svuotamto l smcouttor.
11 fftt caactv Il otzal s calcola a artr alla lgg auss alcata a ua oortua surfc chusa Il camo lttrco è ullo ovuu fuorchè sul lato stro lla surfc chusa. La sola carca cotuta tro usta surfc è la carca l gat. o o Prtato l camo è costat tro l osso. La carca l gat è sattamt cotroblacata alla carca l smcouttor. I cozo svuotamto, usta val: o o
12 fftt caactv l smcouttor, l camo s calcola llo stso moo: D D alcolo l otzal: o o o o
13 fftt caactv omlssvamt uu: o o o oto, s rcava. orrsotmt: o j j s j o j j 1 1 ara r utà ov vara a r < a Wm r > v. uao v s ha t, tso sogla. > v o v o m T W
14 orrsotmt: ma m fftt caactv o o o W m Dza ll curv - alla fruza La msura lla caactà usto sstma v fatta olarzzao l sstma co ua tso cotua cu v sovraosto u sgal ccola amzza co ua crta fruza. l MO s ota com al varar lla fruza l sgal la msura lla caactà var, artcolarmt, l rag tso ch carattrzza l formars lla rgo vrso. I ratca, la caactà l sstma ovrbb torar a cocr co ulla ll osso mtr usto avv solo a bass fruz. alt fruz, la caactà s comorta com s lo strato vrso o s formass.
15 fftt caactv Lo strato vrso è formato a mortar l bulk l smcouttor ch, accumulaos ua strttssma rgo all trfacca co l osso, vtao ulla rgo maggortar. Ma r accumulars ulla rgo, voo attravrsar zo cu cotuao a ssr mortar rcò soggtt a fom lt. I rsosta all varazo l sgal, rcò, s muovoo co ua crta amca, ch rò, r alt fruz sgal, o è suffct a sgur l sgal.
16 fftt o altà amo ora cosa succ uao mtallo smcouttor o hao la stssa fuzo lavoro caso molto ralstco! ovvro l ba o soo att r. Φ M Φ M Φ, allora l ba r soo curvat, vrso l basso o vrso l alto a scoa l sgo Φ M. lla maggor art cas, l ba soo curvat vrso l basso. ò sgfca ch r rottr la cozo baa atta occorr alcar ua tso tta tso baa atta F grao rortar l ba lla cozo attzza, ovvro occorr alcar, olt, ua tso sattamt ar a Φ M. usto fatto s rrcuot sul valor lla tso sogla, ovvro la tso cssara r avr vrso oolazo. Occorr fatt aggugr al valor calcolato rctmt, ch s rfrsc a ua stuazo cu l ba soo att r tso alcata ulla, la uattà Φ M. mlmt, uao ll osso soo rst ll carch, ust ucoo carch l smcouttor, rouco u curvatura ll ba a tso alcata ulla. Il sgo lla carca otta è oosto a ullo lla carca uct ch uò ssr ovuta a var caus:
17 fftt o altà 1 arch ovut a traol all trfacca tra osso smcouttor, t. alor tc: t t < 1 > 1 < 111 > cm cm L traol s carcao o s scarcao a scoa l sgo lla tso. arch fss ll osso, f, orgat a lgam o satur - our - O, tro 3 Å all trfacca co l osso. oo acora cosrat carch trfacca. alor tc: 1 f < 1> 1 cm 1 < 111> 51 cm f 3 arch mobl ll osso, ot, ovut a ftt ll osso tutta la sua stso. D solto s crca utralzzarl co trattamt trmc. 4 arch och mobl ovut a o alcal, to a, ch s muovoo ll osso rsza cam lttrc
18 fftt o altà La carca ll osso uc caactvamt carca l smcouttor. la carca s trovass tutta all trfacca tra osso smcouttor, l cotrbuto alla tso baa atta sarbb ar a: F o o osrao rò ch rò la carca o è tutta coctrata all trfacca occorr trourr u fattor corrttvo, ar a / ov è la oszo lla carca ch stamo cosrao cosrata coctrata uo strato sottlssmo è lo sssor ll osso. Duu, l valor comlssvo lla tso baa atta è: F Φ M o Φ M t f ot ± o o otto l fftto, l carch mobl s sostao la curva caactà trasla s storc. m
Diodo: V D > 0. n p = N. p n0. x n. -x p 0. Figura 1
CORREI E IOO Pr l calcolo dlla corrt l dodo rsza d ua tso d olarzzazo stra faccamo l sgut ots smlfcatv: 1. cotatt mtallo-smcoduttor co l zo d soo d to ohmco, ovvrosa ad ss è assocata ua caduta d tso roorzoal
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