12.14
MOS-Kondensatoren bestehen aus drei Schichten: Die untere Schicht ist ein Halbleitersubstrat, die mittlere ist eine isolierende Schicht und die obere Metallschicht ist die Gate-Elektrode, die die Spannung des Kondensators steuert.
Bei einer Gate-Spannung von Null fließt kein Strom und der Kondensator ist ungeladen.
Durch Anlegen einer negativen Spannung am Gate werden Löcher an der Oberfläche des Halbleiters angezogen, wodurch ein Akkumulationsbereich entsteht. Das Gerät verhält sich wie ein herkömmlicher Kondensator.
Durch Anlegen einer positiven Spannung werden Löcher zurück in das Substrat abgestoßen, wodurch ein Raumladungsbereich entsteht, der als Verarmungsbereich bezeichnet wird und als weitere Kapazität in Reihe wirkt.
Bei einer ausreichend hohen Spannung steigt die Konzentration der Elektronen auf der Oberfläche, wodurch eine Inversionsschicht gebildet und die Kapazität weiter verringert wird. Dies hat einen starken Anstieg des Stroms zur Folge.
Durch das Entfernen der Spannung wird die angesammelte Ladung abgeführt, wodurch der Kanal verschwindet und das Gerät ausgeschaltet wird.
MOS-Kondensatoren werden in Speichergeräten wie DRAM verwendet, bei denen beim Schreiben von Daten eine Gate-Spannung angelegt wird, um eine Inversionsschicht zu erzeugen, die die Ladung vorübergehend speichert. Das Vorhandensein oder Fehlen dieser Ladung stellt Binärdaten dar, die aufgrund ihrer transienten Natur regelmäßig aktualisiert werden müssen.
Ein Metalloxid-Halbleiter-Kondensator (MOS) ist eine grundlegende Struktur, die in der Halbleiterbauelementtechnologie häufig verwendet wird, insbeson…
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