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:
\( \displaystyle I_D = \frac{Z}{L}ˇ\mu_{ns}ˇC_o \left[(V_G -
V_{th})V_D - \frac{1}{2}V_D^{\;2}\right] \)
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 \( g_m \quad y\quad g_{m(sat)} \).