C?CFB?1?CoxCox?Cox1?CoxVt......(8.80)
?sqpp0Vt?sqNa(3)耗尽状态
当外加电压V为正,但不足以使半导体的表面反型时,
G此时表面处于耗尽状态。表面电容的表达式由(8.53)给出Cs???LD?Vt??s?Vs??1/2??2?Vst??qpp0??s????1/2?Vs???Vt??1/2??sxd
MOS系统的电容由下式给出
C?Cox1?Cox......(8.81)
?sxd继续加大偏压时的,表面耗尽区宽度表现为最大值
?4?s?fpxdm???qpp0?????1/2。而此时的MOS系统电容变为最小值
......(8.82)C?Cmin?Cox1?Cox
?sxdm当Vs?2?fp时,表面电容的表达式由(8.69)给出,
?????1/2?s?nsCs??LD??pp0。
MOS系统电容变为
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C?1?CoxCox......(8.83)????1/2
?s?ns?LD??pp0
当V较大时,表面出现强反型,表面处的少子载流子
G浓度n显著增大,而反型层的厚度很小,使得表面电
s容Cs?Cox。若反型层的载流子浓度的变化跟得上外加
电压的变化,则此时的电容即为栅氧化层电容。
另外,理解MOS结构的总电容与栅压的关系还可以从下述关系来理解。C?Cox1?CoxCs?tox??ox?ox?s,对P型衬底而言,
xd在积累区,耗尽区宽度为零,所以C?C;随着栅电压
ox 22
的增大,表面进入耗尽状态,耗尽区的宽度随栅压的增大而展宽,因此,MOS结构的总电容随栅压的增加而减小;当栅压增加到使耗尽区宽度为最大x时,MOS
dT结构的总电容有最小值C;继续增大栅电压V,表面
minG出现反型,反型层中的电子与P型衬底及耗尽区宽度形成反型层电容C,这可以看成是减小了耗尽区宽度
s的结果,栅电压越高,表面反型层加厚,表面电容C越
s大(可以看成进一步减小了耗尽区的宽度),因此在表面反型状态,随栅压的增大MOS结构的总电容从最小值C逐渐增大,直至等于强反型状态的值C。
minox
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