NMOS: Was genau bildet die Inversionsschicht

Ich habe eine Frage zur Bildung der Inversionsschicht in NMOS. Genauer gesagt, beziehen Sie sich bitte auf die folgenden Abbildungen

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Die negativen Ionen (in-mobile) sind auf die Akkumulation der positiven Ladungen an der Gate-Metallplatte zurückzuführen, die die Löcher (mobile Träger) nach unten drückt. Das ist die erste Figur. In der zweiten Abbildung bewegen sich jedoch Elektronen über den negativen Ionen. Und ich frage mich, bilden die beweglichen Elektronen die Inversionsschichten (verbinden Sie die Quelle mit dem Drain) oder bilden die in beweglichen negativen Ionen die Inversionsschicht?

Dies verwirrt mich, wenn Sie sich ein anderes Diagramm (unten) ansehen. Wenn Sie sich die Stelle unter dem Oxid ansehen, die als "Induzierter n-Typ-Kanal" gekennzeichnet ist, kann ich schwer sagen, welcher welcher ist

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Antworten (2)

Es sind die beweglichen Elektronen, die den Kanal bilden. Wenn eine positive Spannung an das Gate angelegt wird, werden die Elektronen (die Minoritätsträger in einem Substrat vom p-Typ sind) an die Oberfläche gezogen. Wenn Sie dann eine Spannung zwischen Source und Drain anlegen, baut sich ein elektrisches Feld auf und es fließt ein Driftstrom. Die Ionen könnten dies nicht, da sie, wie Sie sagen, im Gitter fixiert und unbeweglich sind.

Ja, bieten die in-mobilen Ionen nicht einen Kanal für die mobilen Elektronen, um sich zu bewegen und durch sie hindurch zu gelangen?
Die immobilen Ionen sind im gesamten Gitter vorhanden. Als "Kanal" wird die invertierte Elektronenschicht nahe der Oberfläche bezeichnet.

Unter der Annahme eines Substrats vom n-Typ und Anlegen einer positiven Spannung an das Gate passiert Folgendes:

  • Die positive Spannung am Gate erzeugt ein elektrisches Feld zwischen dem Gate und dem Substrat.
  • Daher werden die "Löcher" der positiv geladenen Teilchen nach unten gedrückt und hinterlassen unbedeckte negativ geladene Akzeptoratome. (Sie werden nicht beitragen, sie sind behoben.)
  • Außerdem werden die negativ geladenen Teilchen "Elektronen" nach oben gezogen.
  • Wenn eine ausreichende Spannung (eine Spannung, die den Schwellenwert überschreitet) angelegt wird, wird ein Kanal durch die freien Elektronen gebildet.
  • Nun führt jede an den Drain angelegte Spannung zu einem elektrischen Feld zwischen Source und Drain.
  • Der Strom wird durch die Bewegung des Elektrons gebildet, das von der Source zum Drain in dem gebildeten Kanal geht.
Vielen Dank; die negativen Ionen liefern also nicht die Kanäle; nur wenn die beweglichen (freien Ladungsträger) Elektronen von der Quelle zur Senke gekreuzt werden, dann bilden sie den Kanal?
Ionen sind statisch, bilden die Kristallgitterstruktur und können sich nicht bewegen. Sie sind nur dazu da, die positive Vorspannung am Gate auszugleichen. Sie helfen nicht beim Erstellen des Kanals oder beim Aufbau einer Strömung. Die aus dem Substrat gezogenen freien Elektronen erzeugen den Kanal, und die aus der Quelle gezogenen freien Elektronen sind der Strom selbst.
Darf ich noch eine Frage stellen. Warum müssen die Transistoren in Sperrrichtung vorgespannt bleiben? Ich kann nicht wirklich verstehen, warum dies eine gute Sache ist und dass die Vorwärtsorientierung die schlechte Sache ist.
Ich bin mir nicht sicher, was Sie meinen, wenn Sie den Transistor in Sperrrichtung halten. Die Source- und Drain-Diffusionen (für ein nmos) sind n-Diffusionen in einem Substrat vom p-Typ. Ihre Verbindung mit dem Substrat muss in Sperrichtung vorgespannt sein. Wenn es in Vorwärtsrichtung vorgespannt wäre, würde Strom von Drain / Source zum Substrat fließen und der Transistor würde nicht funktionieren. Wenn sie in Sperrrichtung vorgespannt sind, kann dies nicht passieren (es fließt nur ein sehr geringer Rückstrom). Zwischen Source und Drain kann dann, wie gewünscht, nur dann Strom fließen, wenn der Kanal ausgebildet ist.
@kuku: Vorwärtsvorspannung bedeutet, dass die NP-Übergänge zwischen S und B oder zwischen D und B in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind. Das bedeutet, dass zwischen S und B oder zwischen D und B Strom fließt, ohne dass dies durch das Gate gesteuert werden kann. In einem Transistor soll nicht nur Strom fließen, sondern der Strom soll durch einen anderen Strom (BJT) oder eine andere Spannung (MOSFET) steuerbar sein.
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