Por que usamos uma camada isolante entre o eletrodo da porta e a região do canal para um MOSFET?

Uma camada de óxido de silício (SiO 2) normalmente cresce sobre um substrato de silício e uma camada de metal ou polissilício é depositada sobre ela. Se você observar, ele atua como um capacitor planar, no qual o metal (porta) e o semicondutor (corpo) são separados por um dielétrico (óxido de silício).

Portanto, quando um potencial é aplicado à porta, portadores de carga opostos são acumulados na interface do corpo de óxido. Se o potencial na porta aumentar ainda mais, os portadores de carga são atraídos da fonte para esta camada esgotada, o que causa uma camada de inversão no corpo.

É portanto necessário ter uma camada isolante na ligação da porta para produzir esta camada de inversão. Esta camada de isolamento aumenta a impedância de entrada, tornando-a mais sensível às flutuações de tensão.

A capacitância MOS é basicamente conhecida como o coração do MOSFET. Devido à presença desta camada isolante entre a placa metálica da porta e o substrato semicondutor, forma-se um capacitor de placas paralelas (o metal e o semicondutor atuando como duas placas do capacitor).

Esta ação capacitiva assim formada permite que a tensão da porta controle a largura do canal, que por sua vez controla a quantidade de corrente que flui através do dispositivo. Devido a este princípio de funcionamento, o Mosfet torna-se um dispositivo controlado por tensão, sendo a conexão de controle a porta.

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