Mecanica cuantica

MODULO XIX

Estructuras MOS

1. ¿Qué representa la tensión umbral VT?
a. El valor de la tensión de compuerta a partir de la cual se constituye el canal.
b. El valor mínimo para que la superficie cercana a la interfase alcance la inversión.
c. La conductividad g en la zona de inversión.

Respuesta correcta: a

Argumentación pregunta: La pregunta está orientada a conocer la relaciónentre la tensión de compuerta, los parámetros característicos de la estructura, así como con la capacidad del semiconductor y poder obtener la tensión de umbral y lo que ésta representa en una estructura MOS.

Argumentación respuesta: Para tensiones de compuerta positivas (para el caso de un semiconductor con sustrato tipo p), resulta necesario que VG alcance un valor mínimo para que la superficiecercana a la interfase alcance la inversión (respuesta b incorrecta). Si relacionamos la tensión de compuerta VG con los parámetros característicos de la estructura, puede obtenerse: . El mínimo valor para el cual se produce la inversión se llama tensión umbral VT. Resulta por lo tanto, que para una tensión de compuerta justo en la inversión, es Qn = 0, por lo que resulta QS = QB. En éstascondiciones, . De ésta forma la tensión umbral VT puede escribirse como: .
La respuesta c., es incorrecta porque corresponde al valor de conductividad una vez superado VT.


2. ¿En cuál de los siguientes gráficos se ha producido un canal inducido superficial?

Respuesta correcta: c

Argumentación pregunta: Esta pregunta se basa en el FENOMENO DE INVERSION. En particular, está dirigida paraconcentración de portadores mayoritarios y minoritarios de un sustrato tipo p.



Argumentación respuesta: La tensión positiva aplicada a la compuerta, +VG, es mucho mayor; la cantidad de electrones que atrae hacia la superficie es tal que la concentración superficial de electrones, nS, es superior a la concentración de huecos P0, que existían en equilibrio. Se ha producido la inversión de lanaturaleza del semiconductor; era tipo p, ahora es tipo n desde la superficie, indicada con la absisa 0, hasta la profundidad Xi.
Se ha producido un canal n inducido superficial. Si bien el canal tiene una profundidad Xi, la mayor concentración sobre la superficie determina que esta sea la determinante fundamentadle la conductividad del canal. El plano que pasa por Xi puede considerarse el plano deuna juntura n-p inducida.

3. ¿Hay algún cambio en la distribución de carga superficial inducida en el silicio debido a la variación de Xdmax con la polarización Vj inversa?
a. Es independiente de la tensión (no cambia).
b. Existe una dependencia, por lo tanto cambia.
c. Se hace cero.

Respuesta correcta: b

Argumentación pregunta: La pregunta está indicada para la carga superficial encondiciones de no equilibrio.

Argumentación respuesta: Es evidente que existe una dependencia. Las modificaciones pueden observarse comparado las figuras a y b para casos de equilibrio y tensión Vj inversa respectivamente.
Caso (a): Vj: 0.
Caso (b): caso de polarización inversa.

Resulta así que la carga inducida por unidad de área antes de la inversión es:
QS: -qNA xd
Y luego de lainversión:
QS= Q n + QB
Con QB= -qNA xdmax
La distribución de carga superficial ha sufrido un cambio gracias a la tensión inversa Vj





4. ¿A qué dispositivo resulta similar el transistor MOS en cuanto a curvas características, y en la forma en que se alcanza la saturación?
a. JFET.
b. DIODO ZENER.
c. RESISTENCIA

Respuesta correcta: a

Argumentación pregunta: La pregunta está enfocadaen el transistor MOS y en comentar sus principios de funcionamiento.

Argumentación respuesta: Para pequeñas tensiones de drenaje, el canal inducido entre fuente y drenaje se comporta como un resistor. A medida que el voltaje del drenaje aumenta, la diferencia de potencial promedio desde la compuerta a la capa de inversión n decrecerá, así aumenta la resistencia del canal.
De esta forma la...