Wozu dient das Substrat in FET und MOSFET?

Eine genauere Frage wäre: Welchen Zweck hat das Substrat in einem Halbleiterbauelement? Und die Antwort lautet: Das ist die Grundlage, auf der man einen Chip herstellt.

Lassen Sie uns die Verwendung des Substrats in FET und MOSFET im Detail verstehen.

Ohne ein Substrat können Sie die darauf aufgebaute Schaltung nicht erlernen und kein FET- oder MOSFET-basiertes Gerät verwenden. weil sie ohne das Substrat nicht existieren können.

Es gibt zwei Arten von Substraten

  • P-Typ
  • N-Typ

Transistorstruktur:-

Um über die Transistorstruktur zu sprechen, müssen wir darüber sprechen, was hergestellt wird. Der Transistor besteht aus einem Teil des Metalls, der leitend ist und an den der Gate-Anschluss angeschlossen ist, dem Teil des Oxids, der als Isolator dient, und dem Teil des Halbleiters, der in beide Richtungen laufen kann.

Tatsächlich war das Gate in der Vergangenheit mit einer Metallschicht verbunden, heute wird es jedoch als eine Art Silizium verwendet, das als Silizium-Poly (kurz: Poly) bezeichnet wird. Der MOS-Name wird jedoch gespeichert. Neuerdings werden Tore aus Leistungsgründen wieder aus Metall gefertigt.

Fahren Sie mit der Verwendung von Substraten in FETs und MOSFETs fort

Wenn Sie sich das Periodensystem ansehen, werden Sie feststellen, dass es eine metallische Zone, eine nichtmetallische Zone und eine sehr schmale metallische Zone gibt. In diesem schmalen Bereich haben Silizium (Si) und Germanium (Ge) 4 Valenzelektronen und sind gute Halbleiter.

Wenn viele Atome mit vier Valenzelektronen im Gitter zusammenkommen, gehen sie eine kovalente Bindung mit einem 4-Anteil ein. Ihre Elektronen mit 4 Atomen sind benachbart und gegenüberliegend (auf diese Weise können sie das Valenzband mit 8 Elektronen füllen). Da es sich bei allen um Atome handelt, ist die Ladung im Gitter Null. In diesem Zustand sind die Elektronen durch eine kovalente Bindung zu Atomen verbunden. Halbleiter sind nicht leitend und gelten als rein oder intrinsisch.

Intrinsische Halbleitermaterialien können verarbeitet werden, um freie Elektronen zu erzeugen. Wenn dem Halbleiter das Valenta-Penta-Atom (mit 5 Elektronen im Valenzband, wie Phosphor) hinzugefügt wird, sagen wir, dass wir Silizium in ein n-Typ-Material dotieren, da negativ geladene Elektronen erzeugt werden.

Dies geschieht, weil sich die Phosphoratome über kovalente Bindungen mit dem Siliziumgitter verbinden, dabei aber die zusätzlichen Elektronen abgeben müssen. Das Gitter enthält mehr Protonen als Elektronen und ist daher positiv geladen. Die Anzahl der freien Elektronen ist proportional zur Anzahl der Dotierstoffatome.

Wir können Silizium auch zu p-Typ-Material verarbeiten, indem wir positiv geladene Teilchen erzeugen. Was ist dieses Proton? Nein, sie sind tatsächlich die Abwesenheit von Elektronen, so wie Dunkelheit die Abwesenheit von Licht ist. Lassen Sie es mich erklären: Durch Hinzufügen eines dreiwertigen Atoms (mit 3 Elektronen in einem Valenzband, wie Bor) verschwinden die Elektronen aus der kovalenten Bindung zwischen Silizium und Dotierstoffatomen.

Nennen wir es ein Loch. Jedes Mal, wenn die freien Elektronen das Loch passieren, springen sie hinein und füllen das kovalente Band. Unter diesem Gitter muss das Elektron jedoch aus einer anderen kovalenten Bindung gesprungen sein (da es keine freien Elektronen gibt), die ein Loch in einer anderen kovalenten Bindung hinterlassen. Daher entsteht die Illusion, dass sich das Loch von der kovalenten Bindung zur nächsten bewegt und es sich somit um ein positiv geladenes Loch handelt. Das Gitter enthält mehr Elektronen als Protonen und ist daher negativ geladen.

Vergessen Sie nicht, dass bei reinen Halbleitern vom Typ n oder p die globale Ladung immer noch Null ist. Die freie Ladung, entweder negativ für das Elektron oder positiv für das Loch, wird durch positive oder negative Ladung im Gitter aufgehoben.

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