एमओएस कैपेसिटर: जानने के लिए 5 दिलचस्प तथ्य

चर्चा का विषय: MOS संधारित्र

• एमओएस कैपेसिटर का परिचय
• MOS कैपेसिटर का इंटरफ़ेस चार्ज
• विभिन्न राज्यों में कार्य सिद्धांत
• MOS समाई
• एमओएस थ्रेसहोल्ड वोल्टेज

MOS कैपेसिटर क्या है?

A MOS संधारित्र बनाने के लिए, गेट-चैनल-सब्सट्रेट संरचना की सबसे अधिक आवश्यकता और प्रमुख बात है।

यह खासतौर पर संधारित्र का प्रकार दो टर्मिनल हैं जो मुख्य रूप से एक अर्धचालक उपकरण है; यह एक धातु संपर्क और एक ढांकता हुआ इन्सुलेटर से बना है।

सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट पर एक अतिरिक्त ओमिक संपर्क दिया जाता है।

MOS संरचना

RSI राज्यमंत्री संरचना में तीन चीजें शामिल हैं:

1. डॉप्ड सिलिकॉन को सब्सट्रेट के रूप में
2. ऑक्साइड परत
3. इन्सुलेटर सामग्री: सिलिकॉन डाइऑक्साइड।

 यहां, ऑक्साइड जो कि uesd है, की इन्सुलेट गुणवत्ता काफी अच्छी है। ऑक्साइड-अर्धचालक का घनत्व और चौड़ाई विशेष रूप से तदनुसार चैनल पर बहुत कम है।

 जब एक बायस वोल्टेज लागू किया जाता है, तो के कारण सभी आवेशों और व्यवधानों को रोका जाता है अनंत प्रतिरोध संबंधित इन्सुलेटर का; इसलिए धातु में एक ही परत में कुछ काउंटर चार्ज उत्पन्न होते हैं।

काउंटर चार्ज और वोल्टेज जो पहले निर्मित किए गए थे, का उपयोग कैपेसिटर में इंटरफ़ेस चार्ज (बहुसंख्यक वाहक, अल्पसंख्यक वाहक आदि) को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। हालांकि, MOS डिजाइन के लिए सीमा पर अल्पसंख्यक वाहक की एक आचरण शीट बनाने की क्षमता आवश्यक है।

MOS संधारित्र का इंटरफ़ेस प्रभार:

यह आमतौर पर किनारे से सटे सेमीकंडक्टर के इलेक्ट्रॉन ऊर्जा बैंड के आकार से जुड़ा होता है। बहुत कम वोल्टेज पर, ऊर्जा बैंड को विभिन्न गुणों और निर्माणों, अर्थात, धातु और अर्धचालकों के माध्यम से परिभाषित किया जाता है। नीचे दिए गए समीकरण में, लागू किए गए पूर्वाग्रह और वोल्टेज के कारण सभी परिवर्तन हुए हैं, यह फ्लैट बैंड के रूप में दिखाया गया है

कहा पे,

Ø_m और Ø_s  = धातु और अर्धचालक के कार्य कार्य,

rX_s = अर्धचालक का इलेक्ट्रॉन संबंध,

E_c = चालन बैंड किनारे की ऊर्जा, और

E_F = शून्य वोल्टेज पर फर्मी स्तर।

शून्य बायोस और एप्लाइड वोल्टेज में MOS कैपेसिटर:

इस स्थिर अवस्था में, इन्सुलेटर परतों के उच्च प्रतिरोध के लिए लंबवत दिशा में कोई वर्तमान प्रवाह नहीं देखा जाता है।

 इसलिए, हम फर्मी स्तर को सेमीकंडक्टर के अंदर स्थिर मानते हैं, कोई अन्य पूर्वाग्रह इसके मूल्य को नहीं बदलेगा।

स्थानांतरित या निरंतर Fermi स्तर द्वारा दिखाया गया है,

E_Fm - ई_Fs = क्यू.वी..

इसे अर्ध-संतुलन स्थिति कहा जाता है जहां अर्धचालक को थर्मल संतुलन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

जब पी-प्रकार अर्धचालक के साथ एक एमओएस संरचना में एक वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह ऊपर की ओर बढ़ता है और फ्लैट बैंड वोल्टेज को नकारात्मक बनाता है।

कमी मोड या क्षेत्र में, यह V> V हो जाता है_FB                                               

बढ़ते हुए वोल्टेज और एक बड़ी और अधिक ऊर्जा बैंड के साथ फ़र्मि स्तर के बीच और कंडक्टर बैंड के अंत में सेमीकंडक्टर इंटरफ़ेस के अंतर के साथ-साथ फ़र्मी स्तर के संबंध में घटने लगती है। इसलिए यह V = 0 V हो जाता है।

उच्चतर लागू वोल्टेज में, इंटरफ़ेस में इलेक्ट्रॉन सांद्रता मात्रा सामग्री के डोपिंग घनत्व को पार कर जाएगी।

ψ अर्धचालकों के संभावित अंतर को दर्शाता है, जब अर्धचालक में एक स्थान X चुना जाता है।

इलेक्ट्रॉन संतुलन सूचनाओं पर विचार करके, वास्तविक Fermi स्तर E से आंतरिक Fermi स्तर E एक अलग ऊर्जा स्तर q actualb को अनुबंधित करता है।_F चयनित डोप्ड अर्धचालक सामग्री,

 Φ = वी_th ln (एन_a/n_i)

राज्यमंत्री क्षमता:

एक MOS संधारित्र को धातुकृत संपर्कों के साथ एक डोप किए गए अर्धचालक सामग्री के अंदर तटस्थ वर्गों के साथ डिज़ाइन किया गया है। अर्धचालक भी एक इन्सुलेटर के साथ श्रृंखला में संबद्ध होते हैं जो आमतौर पर सिलिकॉन ऑक्साइड द्वारा तैयार किए जाते हैं।

इन दोनों के बीच श्रृंखला संबंध किसके द्वारा प्रस्तुत किया गया है,

 C_i = एस =_i/d_i,

जहां कहीं भी,

• M = संधारित्र का क्षेत्रफल,
• C_s  = सक्रिय अर्धचालक की धारिता,

• CMOS = अर्धचालक समाई की गणना इस प्रकार की जा सकती है,

जहां कहीं भी,       

• Q_s = कुल चार्ज घनत्व / क्षेत्र
• ψ_s सतह की क्षमता है।

राज्यमंत्री का थ्रेसहोल्ड वोल्टेज:

दहलीज वोल्टेज V = V के रूप में मापा जाता है_T । यह थ्रेसहोल्ड वोल्टेज महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है जो धातु इन्सुलेटर सेमीकंडक्टर उपकरणों में दर्शाता है। प्रचलित उलटा हो सकता है अगर सतह की क्षमता 2 invb शब्द के बराबर हो।

घटाव परत के इन्सुलेटर-सेमीकंडक्टर इंटरफ़ेस पर चार्ज के रूप में व्यक्त किया जाता है,

दहलीज़ जमीन की क्षमता पर लागू वोल्टेज वीबी द्वारा स्थानांतरित कर दिया गया है। MOSFET में परिवर्तन तब होता है जब गतिशील इलेक्ट्रॉन की चालन परत को लगभग निश्चित विभव पर रखा जाता है। यह ध्यान में रखते हुए कि उलटा परत जमीन पर है, वोल्टेज V_B उलटा परत और speified सब्सट्रेट के बीच सक्रिय जंक्शन को पूर्वाग्रह कर रहा है, और घटती परत पर चार्ज चेंजबिलिटी की क्षमता। इस मामले में, दहलीज वोल्टेज निकला,

यदि सेमीकंडक्टर ऑक्साइड इंटरफेस में सतह की स्थिति और अछूता परत के भीतर भिन्न होता है, तो थ्रेसहोल्ड वोल्टेज को बदल दिया जाता है। उप-दहलीज को थ्रेशोल्ड वोल्टेज के साथ ओवरलैप किया गया है और चल वाहकों को लागू वोल्टेज में वृद्धि के साथ तेजी से बढ़ रहा है।

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सौमली भट्टाचार्य

नमस्ते, मैं सौमाली भट्टाचार्य हूं। मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स में मास्टर किया है।
वर्तमान में मैं इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र में निवेशित हूं।
मेरे लेख बहुत ही सरल लेकिन जानकारीपूर्ण दृष्टिकोण से कोर इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं।
मैं एक प्रतिभाशाली विद्यार्थी हूं और इलेक्ट्रॉनिक्स डोमेन के क्षेत्र में सभी नवीनतम तकनीकों से खुद को अपडेट रखने की कोशिश करता हूं।

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