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

IE733 – Prof. Jacobus 8 a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS de Três Terminais (parte 1). MOS de 3 Terminais ou Diodo Controlado por Porta. V G. V C. Si - p. n +. V B. É um capacitor MOS com uma junção ou diodo n + p justaposta, que permite o acesso e controle do canal.

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Presentation Transcript

  1. IE733 – Prof. Jacobus8a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS deTrês Terminais (parte 1)

  2. MOS de 3 Terminais ou Diodo Controlado por Porta VG VC Si - p n+ VB • É um capacitor MOS com uma junção ou diodo n+p • justaposta, que permite o acesso e controle do canal. • VC 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: EFn- EFp=qVCB; afeta cargas e potencias

  4. Em equilíbrio – VCB = 0

  5. Fora de equilíbrio e VCB (=VR) > 0

  6. Suponha: VCB = 0 e VGB > VH0 S1 = 0 • ii) Aumentando VCB > 0  (n+)  > S1 •  elétrons do canal serão drenado para o diodo n+ •  QI’ , ou mesmo QI’ = 0 • iii) É possível repor QI’ por VGB ; tal que: • S2 = S1 + VCB •  QI’  f(S), porém, QI’ = f(S-VCB)

  7. MOS-2T: MOS-3T: Ec Ec Ei EFp Ei qVc EF B EFn Ev VG Ev VG

  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 EFp não é afetado por VCB dentro do • substrato p:

  9. Na inversão (ns > ni), valem as mesmas equações básicas do Cap.2, com adaptação em QI’: (I) (II) (IV) (V) (VI) • Na exponencial trocamos (S-2F) por (S-2F–VCB), já que S deve “vencer” (2F+VCB) para ter a mesma concentração ns (Ver problema 3.12).

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

  11. c) d) Note que Cb’=Ci’ quando S = 2F+VCB, no caso MOS-2T isto ocorre em S = 2F.

  12. Tracejado VCB = 0 Linha cheia VCB >0 Diferença em relação ao MOS-2T: Cg’(LF) = Cg’(HF), pois contato com n+ pode fornecer QI’ para acompanhar QG’ Similar ao MOS-2T: lnQI’ é linear em I. Fraca; QI’ é linear em I. Forte. Fig.3.2 Fig 3.2

  13. Limites de Inv. Fraca: • Inferior: S = F+VCB  VGB=VLB • Superior: S = 2F+VCB  VGB=VMB • Se aumentarmos VCB as curvas deslocam-se para • a direita: • VCB impede a formação de QI’ para S<2F+VCB • QG’ será neutralizado por QB’ dB • Quando dB dj  S  j  VCB+VBI  permite • formar o canal com QI’  • Se novamente aumentarmos VCB • QI’ • necessitamos  VGB para recompor QI’.

  14. S x VGB parame- trizado com VCB: Fig. 3.3

  15. Para VGB onde QI’ é desprezível  S = sa.  Corresponde à curva tracejada. Para VGB tal que QI’ não seja desprezível,   próximo a (2F+VCB) 

  16. Na região onde QI’ é desprezível: Fig.3.4 (n = 1 a 1.5) É comum trocar polarização da Fig.3.1c pelo da Fig.3.1d Trocar o eixo VGB por VGC na Fig.3.2

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