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Enunciado 81

Se considera la estructura MOS formada por un sustrato de tipo n con \( N_d = 5·10^{15} cm^{-3} \), un óxido de espesor de 1000 Å y un contacto de Al. La tensión umbral es de - 2,5 V.
Calcular la densidad de carga superficial \( Q_{ss}/q \).
Enunciado 82

Sí tiene una estructura MOS formada por un sustrato de Si tipo p con \( N_a = 5·10^{14} cm^{-3} \), óxido de espesor 1120 Å que, con pequeña señal y alta frecuencia tiene una capacidad máxima de \( 30\; nF·cm^{-2} \) cuándo \( V_G = 3 V\) (tensión que coincide con \( V_{fb} \)) y el potencial \( V_s = 0,52 V\) permanece constante en inversión. Calcular:
a) la tensión umbral y su capacidad correspondiente \(C_{mín} \) si la anchura máxima que alcanza la zona de vaciamiento es \( W_m = 1,17\,\mu m\).
b) la carga \( Q_{ss} \) si se considera concentrada toda la carga del óxido en la interfase.
c) para \( V_G = 0\), la carga en la zona de vaciamiento, en la capa de inversión, y en el metal.
Dato: \( \phi_{MS} = - 0,3\, eV \).

Enunciado 83

Dada una capacidad MOS con sustrato dopado con \( N_a = 10^{14}\, ,\, 10^{15} \; y\; 10^{16} cm^{-3} \) , calcular:
a) la anchura máxima de la región de carga espacial de superficie para cada una de las densidades de empresas dadas.
b) la tensión umbral para cada valor de \( N_a \) dado, suponiendo que:

    \( \begin{array}{l}
    \phi_{MS} = - 0,1 V ; C_o = 3,54·10^{-8} F/cm^2
    ; x_o = 1000 \textrm{ Å} \\
     \\
    Q_{ss} = 10^{11}\times 1,6·10^{-19}\:
    C/cm^2
    \end{array}\)

Enunciado 84

Calcular el valor de la carga máxima móvil por \( cm^2 \) de huecos \( Q_p\) qué puede inyectarse en la interfase \( Si-SiO_2\) de una capacidad MOS de puerta de Al, sustrato tipo n, dopado con \( N_d = 10^{15} cm^{-3} \) , y óxido de anchura igual a 100 nm. Se aplica un pulso en la puerta de -10V, y la tensión de superficie ha de ser al menos \( V_s = - 2V\). Supóngase que \( Q_{ss} = 5·10^{10}q\;C·cm^{-2} \) . Dato \( \phi_{MS}= - 0,3 V \).

Enunciado 85

Un transistor MOS de canal p está formado por un sustrato de Si tipo n con \( a \), puerta de Al y \( N_d = 10^{16} cm^{-3} \) de anchura \( x_o = 1000 \textrm{ Å} \) en la región de puerta siendo la carga efectiva de la interfase \( Q_{ss} = 2·10^{11}q\;C·cm^{-2} \) . Calcular: \( W_m\, ,\, V_{fb} \; y\; V_{th} \).
Dato: \( \phi_{MS} = - 0,25\, V \)
Enunciado 86

Dado un transistor MOS de Si canal n con
\( N_a = 10^{14}\,cm^{-3}\; ,\; \phi_{MS} = 0,95 V \;; \; Q_{ss} = 5·10^{11}q\;C·cm^{-2} \quad y \quad SiO_2 \) de espesor \( x_o = 1000 \textrm{ Å} \) . Calcular la tensión umbral.
Repetir el ejercicio para un dispositivo de canal p con \( Q_{ss} \; y\; x_o \) los mismos que antes y \( N_d = 10^{17}\,cm^{-3}\; y\; \phi_{MS} \) según se puede calcular a partir del cambio que experimenta el nivel de Fermi \( E_F \) (cambio de qV = 0,407 eV).

Enunciado 87

Partiendo de la expresión:

    \( \displaystyle \epsilon = \frac{V_G - V_{th}- V(x)}{x_o} \)
Para un transistor MOS de canal n y modo de enriquecimiento, deducir paso a paso la expresión:
    \( \displaystyle I_D = \frac{Z}{L}·\mu_{ns}·C_o \left[(V_G - V_{th})V_D - \frac{1}{2}V_D^{\;2}\right] \)
Enunciado 88

Un transistor MOS de canal n y modo de deflexión tiene aplicada una tensión entre drenador y tierra de +5V, dados los parámetros:
    \( \begin{array}{l}
    Z = 200\,\mu m \:;\: L = 10 \mu m \: ;\: x_o = 0,1 \mu m \:;\: V_{th} = -1 V ; \\
     \\
    V_G = 0\: ;\: \varepsilon_o = 8,85·10^{-14} F/cm^2 \: ;\: \mu_n = 600 cm^2 V^{-1} s^{-1}
    \end{array} \)
Calcular la corriente de drenador.

Enunciado 89

Se fabrica un dispositivo MOS de canal n y modo de enriquecimiento con los siguientes parámetros:

    \(Z = 100\,\mu m \:;\: L = 10 \mu m \: ;\: x_o = 0,1 \mu m \:;\: V_{th} = -1 V \: ;\:\mu_{ns}= 450 cm^2 V^{-1}s^{-1} \)
Hallar \( I_{Dsat} \quad y\quad g_{m(sat)} \) cuando el transistor opere con \( V_G = V_D = + 5 V\) , teniendo conectado a tierra el sustrato y el surtidor o fuente.

Enunciado 90

Se considera un transistor MOS de canal p con:
    \( \begin{array}{l}
    Z/L = 5 \:;\: C_o = 3,45·10^{-8} F/cm^2 \: ;\: \mu_p
    = 600\; cm^2 V^{-1} s^{-1} \\
     \\
    V_D = 5 V \:;\: V_G - V_{th}
    = 3,0 V
    \end{array} \)
Calcular \( g_m \quad y\quad g_{m(sat)} \).

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tema escrito por: José Antonio Hervás