Una pregunta relacionada con el voltaje de umbral en relación con el efecto del cuerpo en MOS

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Acabo de comenzar el estudio a nivel de MOS de un MOSFET. Entonces, perdona la ingenuidad.

Una historia de fondo muy breve: La Inversión fuerte se produce en un MOSFET, particularmente NMOS, cuando la superficie de silicio alcanza un valor de voltaje que es el doble del Fermi Potential (ϕ). Para silicio tipo p, ϕ = -0.3V. Por lo tanto, para que se produzca la inversión, el voltaje de la superficie del silicio debe alcanzar -0.6V, dado que el voltaje entre la fuente y el cuerpo (Vsb) = 0V. El valor de Vgs (voltaje de puerta a fuente) donde se produce una fuerte inversión se denomina voltaje de umbral (Vt).

Mi pregunta: Por favor, consulte la figura, que se menciona en el mismo contexto que el anterior. Dice que en Vbs = 0V, el valor de Vt = 0.45V. Entonces, a una tensión de compuerta de 0,45 V, se produjo una inversión, lo que esencialmente significa que el potencial de superficie de silicio ha alcanzado los -0,6 V.

Con solo un voltaje de compuerta externo de 0,45 V y todos los demás potenciales (Vsb) a 0 V, ¿cómo logró la superficie de silicio alcanzar un voltaje de -0,6 V? ¿De dónde vino la tensión extra? Mi pregunta también podría estar equivocada, debido a la débil intimidad del tema; Probé otros libros pero no pude encontrar una respuesta limpia. Por favor iluminar

    
pregunta electronics

1 respuesta

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Así es como analizaría la tensión de umbral. Esta es la respuesta corta. Puedo elaborar, así que siéntase libre de poner sugerencias en los comentarios. Quiero hacer algunas notas primero.
notas:
Hay algunas maneras de definir el voltaje de umbral que he visto. Cuando tiene acceso a los dispositivos, no conoce el dopaje, por lo que no puede saber dónde están los niveles exactos de Fermi. Cuando solo estás empujando a través de la física, haces suposiciones acerca de qué son las dopings, lo que difiere en la práctica. Ahora volviendo al enfoque del "libro de texto":

Les presento un nFET que tiene el siguiente aspecto:

Enlaimagen,\$\Phi_s\$eselpotencialdesuperficiey\$\kappa\$eseldivisordecanalyestetérminoesloqueserelacionaconsugráfico,ylodefinocomo$$\kappa=\frac{C_{ox}}{C_{ox}+C_{dep}}$$Derivandoelumbralparalacondiciónmássimpledesdeelprimerprincipio(nosecompartencargosenloslados),debeobtenerlosiguiente(correccionesbienvenidas):

$$V_{T0}=V_{FB}+\frac{V_{BG}}{\kappa}+\frac{2U_T}{\kappa}\ln\left[\frac{N_D}{\sqrt{N_CN_V}}\right],$$donde\$U_T\$eselvoltajetérmico,\$V_{BG}\$eselintervalodebanda,y\$N_C\$y\$N_V\$sonladensidaddeestadosparalasbandasdeconducciónyvalenciarespectivamente,Paralatemperaturaestossonfijos.\$V_{FB}\$eslacondicióndebandaplanayestocambiarádependiendodela"basura" en su óxido, y este es su desplazamiento concentrado, que es el voltaje adicional al que está eludiendo.

El cambio en el divisor, \ $ \ kappa \ $, a la superficie es lo que está causando su cambio de umbral en el gráfico. (También puedo decirle que el dispositivo era muy pequeño, probablemente un dispositivo DIBL para obtener un comportamiento como el que se ve en el gráfico).

    
respondido por el b degnan

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