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Transistor Mosfet, qualche dubbio!

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Transistor Mosfet, qualche dubbio!

Messaggioda Foto Utentemarcot1004 » 14 mar 2017, 23:36

Salve ragazzi mi servirebbe una mano riguardo il transistor MOS. Ho letto e riletto le slide più volte però non sono sicuro di aver afferrato il discorso. Vi allego le slide che ho seguito.

Supponiamo che source e body siano collegati a massa e che applichiamo al gate un certo potenziale. Per l'applicazione del potenziale le lacune vengono allontanate e si crea così una zona di svuotamento, dove sono presenti ioni accettori non neutralizzati. Il metallo del gate viene posto ad una ddp quindi su di esso si dispone una certa carica Q che risulterà pari in modulo alla carica -Q che si addensa sul semiconduttore

A differenza del metallo, che presenta la carica Q disposta solamente sulla superficie ( il campo all'interno del conduttore è nullo visto che non è percorse da corrente --> Elettrostatica) nel caso del semiconduttore la carica si disporrà su un volume: la densità di carica non può assumere, come nel caso del metallo, un valore qualsiasi ed eventualmente anche infinitamente grande infatti nel semiconduttore essa sarà determinata dal drogaggio eseguito. Mi spiego meglio sul semiconduttore (drogato p) noi abbiamo "stabilito" tramite il processo di drogaggio una densità di ioni accettori, che in caso di ionizzazione completa risulterà pari alla densità di lacune. Quindi la carica -Q si distribuirà necessariamente su un volume e non può essere invece assunta tutta sulla superficie come nel caso del metallo (Giusto? è questo il punto su cui avevo più dubbio)

Quindi abbiamo che tra superficie del semiconduttore e volume interno si ha una ddp, pari a \phi_s.
Andando ad analizzare il grafico a bande del semiconduttore si avrà che la presenza di questa ddp causa che in prossimità della superificie la banda di conduzione (la banda di valenza) si flette, avvicinandosi (allontandosi) dal livello di fermi. Sappiamo inoltre che più la banda di conduzione si avvicina al livello di fermi ovvero più è alto il potenziale \phi_s e maggiore è la probabilità di trovare elettroni. Perciò si può calcolare tramite la distribuzione di Fermi-Dirac e la densità di strati energetici è possibile trovare la relazione che lega la concentrazione di elettroni al potenziale \phi_s, infatti si ha che n_p(0)= n_{po} e^{\frac{\phi_s}{KT}}.
Quindi all'aumentare del potenziale \phi_s aumenta la concentrazione di elettroni presenti sulla superficie del seminconduttore, superato un valore di soglia V_t si crea il canale che permette, applicando una ddp tra Drain e Source di far circolare corrente

Però non mi è chiara una cosa:
Aumentando V_{GS}=V_{GB} (abbiamo supposto che sia source che body fossero a massa) si aumenta la larghezza della zona di svuotamento e anche \phi_s, oppure quest'ultima resta costante visto che la che gli elettroni si accumulano sulla superifice tra ossido e semiconduttore?

Ho già visto sul sedra ma li si limita a dire che superata la soglia si crea il canale invece il professore ha specificato rimarcandolo più volte che vuole che sappiamo spiegare il perché si crea e anche perché si ha una soglia (ovvero di riuscirgli a far vedere dove si trova la dipendenza esponenziale)

Nella parte successiva non capisco dove tira fuori Q= - C_{ox}[V_{GS}-V(y)-V_t] :?:
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