2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管

半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管

理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)4.VG>0,若正偏電壓越來越大，半導(dǎo)體表面的能帶會(huì)越來越彎曲，在表面的電子濃度越來越多，當(dāng)表面的電子濃度ns=ni時(shí)，稱為弱反型；繼續(xù)增加電壓VG=VT時(shí)，ns=NA,表面形成強(qiáng)反型，稱為耗盡-反型的轉(zhuǎn)折點(diǎn)強(qiáng)反型條件；反型條件:

6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

耗盡和反型轉(zhuǎn)折點(diǎn)電荷塊圖能帶圖5.VG>VT時(shí),表面少數(shù)載流子濃度超過多數(shù)載流子濃度，這種情況稱為“反型”。6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

反型電荷塊圖能帶圖6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

n型MOS電容的不同偏置下的能帶圖和對(duì)應(yīng)的電荷塊圖n型MOS電容的不同偏置下的能帶圖和對(duì)應(yīng)的電荷塊圖6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

結(jié)論

n型襯底VGACC(積累）DEPL（耗盡）INV（反型）0VT0VTACC(積累）DEPL（耗盡）INV（反型）P型6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

結(jié)論

n型(

F<0)

sACC(積累）DEPL（耗盡）INV（反型）02

F0ACC(積累）DEPL（耗盡）INV（反型）P型(

F>0)2

F平帶耗盡-反型過渡點(diǎn)

s6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

例題：兩個(gè)理想MOS電容的電荷塊圖分布如下圖所示，對(duì)每一種情況：完成以下三個(gè)問題：（1）半導(dǎo)體是n型還是p型（2）器件偏置模式是積累、耗盡還是反型？（3）畫出該電荷塊圖對(duì)應(yīng)的MOS電容能帶（4）畫出該結(jié)構(gòu)的高頻C-V特性曲線，并在圖中用符號(hào)“

”標(biāo)出與該電荷塊圖相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)（3分）6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

MOS電容的靜電特性1半導(dǎo)體靜電特性的定量描述

目標(biāo)：建立在靜態(tài)偏置條件下，理想MOS電容內(nèi)部的電荷，電場(chǎng)E和電勢(shì)金屬：M-O界面電荷分布在金屬表面幾?范圍內(nèi)

=δ，E=0，

=常數(shù)絕緣體：=0，E=Eox

，Δ=Eoxx0半導(dǎo)體體內(nèi)：體內(nèi)E=0處

=06.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

半導(dǎo)體中積累

=（0）

E=0（x>0)=0(x>0)6.1理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

半導(dǎo)體中耗盡層寬度耗盡層中的電荷密度泊松方程電場(chǎng)電勢(shì)x=xd處，E(xd)=0,(