Diferència entre revisions de la pàgina «Estructura MOS»

Sense canvi de mida ,  fa 3 mesos
m
Enllaços a Google Llibres en català
m (neteja i estandardització de codi)
m (Enllaços a Google Llibres en català)
[[Fitxer:Estructura-MOS.svg|miniatura|Estructura Metall-òxid-semiconductor construïda amb un substrat de silici tipus p (estructura PMOS)|280x280px]]
L{{'}}'''estructura MOS''' (''Metal-Oxide-Semiconductor'') consisteix en un [[condensador]], en el que una de les armadures és metàl·lica, anomenada "porta", el [[dielèctric]] es forma amb un òxid del semiconductor del substrat, i l'altra armadura és un [[semiconductor]], que anomenarem substrat. L'estructura MOS és de gran importància dins dels dispositius d'estat sòlid, ja que forma els transistors [[MOSFET]], base de l'[[electrònica digital]] actual. Però, a part d'això, és el pilar fonamental dels dispositius de càrrega acoblada, [[CCD]], tan comuns en la fotografia i cinema digitals. Tanmateix, funcionant com condensador és responsable d'emmagatzemar la càrrega corresponent als bits de les [[DRAM|memòries dinàmiques]]. Components d'aquesta tecnologia, s'utilitzen com condensadors de precisió en electrònica analògica i microones.<ref name="ChikuniKhan2008">{{cite book|author1=Edward Chikuni|author2=Mohammed Toriq Khan|title=Concise Higher Electrical Engineering|url=https://books.google.comcat/books?id=exMvD-CdtcsC&pg=PA504|date=March 2008|publisher=Juta and Company Ltd|isbn=978-0-7021-7723-1|pages=504–}}</ref>
 
== Capacitat MOS ==
[[Fitxer:Capacitancia-MOS.svg|miniatura|Capacitància normalitzada de l'estructura MOS en funció de la tensió de comporta<ref>{{cita libro|autor=El-Kareh, Badih|año=2009|título=Silicon Devices and Process Integration|capítulo=The MOS Structure|editorial=Springer US|isbn=978-0-387-69010-0|url=http://www.springerlink.com/content/n5222m57557n17x7|doi=10.1007/978-0-387-69010-0_4}}</ref>]]
En un condensador de capacitat C, apareix una càrrega Q, donada per l'expressió: Q = C*V '','' on V és la tensió entre armadures. En el condensador MOS, la tensió entre la porta i el [[Substrat (electrònica)|substrat]] fa que adquireixi la càrrega Q, que apareix a banda i banda de l'òxid. Però en el cas del semiconductor això significa que la concentració de portadors sota la porta varia en funció de la tensió aplicada a aquesta.<ref name="International2003">{{cite book|author=ASM International|title=Istfa 2003: Proceedings of the 29Th International Symposium for Testing and Failure Analysis|url=https://books.google.comcat/books?id=JKuth6aVHIwC&pg=PA193|year=2003|publisher=ASM International|isbn=978-1-61503-086-6|pages=193–}}</ref>
 
Imaginem que tenim el substrat de silici tipus p, és a dir, contenint un excés de forats. El connectem a 0 V, i tenim la porta també connectada a 0 V. En aquestes condicions, no hi ha una variació en la concentració de buits. Quan anem augmentant la tensió de porta, el condensador es va carregant, amb càrrega positiva en la part de la porta i negativa en el substrat que, en el nostre cas de semiconductor p, significa que el nombre de buits va disminuint fins a arribar a la càrrega corresponent a la tensió de porta. Aquesta manera de funcionament es diu ''deplexió'', buidament o empobriment. Podem continuar augmentant la tensió de porta fins que ja no quedin buits a la banda de conducció i el substrat sota la porta es torna aïllant.<ref>Berkeley University. '''The MOS Capacitor'''. Disponible en línea: http://www-inst.eecs.berkeley.edu/~ee130/sp03/lecture/lecture21.pdf</ref>
=== Càrregues en l'òxid ===
La descripció anterior és teòrica i no s'ajusta al cas real, pel fet que durant el procés de fabricació diverses càrregues queden atrapades en l'òxid que forma l'estructura MOS. Aquesta càrrega és independent de la tensió que s'apliqui a la porta, però influeix sobre el comportament de l'estructura, ja que s'ha de polaritzar la porta per compensar aquesta càrrega abans que el condensador MOS es comporti com s'ha descrit en el paràgraf anterior.
Aquestes càrregues han estat un maldecap per als dissenyadors de circuits integrats MOS, ja que varien de forma no controlada les seves condicions de funcionament. En circuits digitals, se suavitza el problema usant tensions d'alimentació elevades, que s'han anat reduint al poder controlar millor la quantitat de càrrega atrapada. Modificant aquesta càrrega es varia la tensió a la qual es produeix la inversió, de manera que s'ha estructures que a zero volts tenen resistència elevada, mentre que altres la tenen reduïda.<ref name="HongPham2011">{{cite book|author1=Sung-Min Hong|author2=Anh-Tuan Pham|author3=Christoph Jungemann|title=Deterministic Solvers for the Boltzmann Transport Equation|url=https://books.google.comcat/books?id=AhHGGsO2HDwC&pg=PA204|date=31 July 2011|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-3-7091-0778-2|pages=204–}}</ref>
 
=== Variacions ===
677.550

modificacions