mos basic -...
TRANSCRIPT
![Page 1: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/1.jpg)
MOS BasicMetal Oxide Semiconductor
![Page 2: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/2.jpg)
Review
•Konduktifitas Bahan
•Semikonduktor type-p dan type-n
•Pembawa muatan
•Sifat-sifat muatan
•PN JunctionForward Biased
Reverse Biased
![Page 3: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/3.jpg)
MOS (Metal-Oxide-Semiconductor)
![Page 4: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/4.jpg)
Struktur MOS
• Sebuah substrat semikonduktor dengan lapisan oksida tipis danlapisan kontak metal di bagian paling atas. (lapisan metal ininantinya disebut sebagai gate)
• Kontak metal yang dilapiskan di dasar substrat dinamakan bulk.
• Struktur di atas menggunakan substrat tipe p
• Struktur ini merupakan sebuah n-type MOS capacitor karenananti ada perubahan layer (inversion layer) yang berisi electron.
![Page 5: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/5.jpg)
Prinsip Kerja MOS
• Kondisi pada saat tidak terlihat ada muatan padasemikonduktor disebut kondisi flatband. Pada saatini energi Si adalah datar (flat).
• Berdasarkan tegangan antara metal dan bulk yang diberikan, ada 3 daerah kerja MOS:(1) Dibawah tegangan flatband, VFB
(2) Antara tegangan flatband dan tegangan threshold, VT
(3) Lebih dari VT
Mode operasi berdasarkan ketiga daerah kerjatersebut dinamakan mode operasi accumulation, depletion dan inversion.
![Page 6: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/6.jpg)
MOS capacitor structure
![Page 7: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/7.jpg)
MOS capacitor- flat band
![Page 8: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/8.jpg)
MOS capacitor- accumulation
![Page 9: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/9.jpg)
MOS capacitor- depletion
![Page 10: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/10.jpg)
MOS capacitor- inversion
![Page 11: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/11.jpg)
Structure and principle of operation
• Charges in a MOS structure under accumulation, depletion and inversion conditions
![Page 12: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/13.jpg)
• Inversi terjadi pada saat tegangan gate melewati tegangan threshold.
• Terjadi perubahan pembawa muatan di bawah lapisan oxide. (muncul layer inversi)
• Perubahan ini akibat pembawa minoritasyang ditarik oleh tegangan positif padagate.
MOS capacitor- inversion
![Page 14: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/14.jpg)
Akibat pengaruh tegangan gate, terjadi perubahannilai kapasitif
![Page 15: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/15.jpg)
Kapasitansi pada rangkaian Seri
![Page 16: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/16.jpg)
CV (pengukuran perubahan C berdasarkan V)• Begitu tegangan dinaikkan, C akan turun dan menjadi
minimum (weak inversion) dimana d/dQ adalah konstan : surface potensial
• C akan meningkat dengan terbentuknya inversion
• Kapasitansi (C) diukur dengan pengukuran AC
• Inversi akan meningkat selama periode sinyal AC cukuplama sesuai minority carrier lifetime
• Pada frekuensi tinggi, carrier tidak bisa bertahan – tidakterjadi peningkatan kapasistasi meskipun tegangandiubah.
• Untuk MOS Silikon, “high” frequency = 10-100 Hz
![Page 17: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/17.jpg)
CV Curves – Ideal MOS Capacitor
max
'
minWd
C
s
i
i
![Page 18: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/18.jpg)
Substrate
Drain
Insulator
Gate
Source Channel
Substrate
Insulator
Gate
Channel
Minority carriers generated byRG, over minority carrier lifetime~ 100ms
So Cinv can be << Cox if fast gateswitching (~ GHz)
Majority carriers pulled infrom contacts (fast !!)
Cinv = Cox
MOScap vs MOSFET
![Page 19: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/19.jpg)
MOSFET• MOSFET: Metal Oxide Semicondutor (MOS) Field Effect Transistor (FET)
Substrate
Drain
Insulator
Gate
Source ChannelLapisan
MOS, tempat
terbentuknya
channel
A transistor regulates current or voltage flow and acts as
a switch or gate for electronic signals.
![Page 20: MOS Basic - maulana.lecture.ub.ac.idmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/06.00-Dasar-Teknologi-MOS.pdf · •Struktur di atas menggunakan substrat tipe p • Struktur ini merupakan](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022041301/5e102132fa4bfe4f070fcff4/html5/thumbnails/20.jpg)
Bagaimana struktur MOSFET bisa menjadi saklar elektronik?