问题 问答题

在由n型半导体组成的MIS结构上加栅电压VG,分析其表面空间电荷层状态随VG变化的情况,画出其C-V曲线并解释之。

答案

参考答案:

(1)当偏压VG为正值时,半导体表面处于堆积状态,C/C0=1,即C=C0。这时MIS的电容不随电压VG变化,对应图AB段;

(2)当偏压VG绝对值较小时,C/C0值随着|Vs|减小而减小,对应图BC段;

(3)当偏压VG=0时,对于理想MIS结构,表面势Vs=0,对应图中C点;(CFB/C0) ;

(4)当偏压VG为负但不足以使半导体表面反型时,空间电荷区处于耗尽状态,表面空间电荷区厚度Xd随着VG减小,而增大,Xd越大,则Cs越小,C/C0也随之越小,对应图CD段;

(5)当偏压VG继续减小到使表面势Vs>2VB时,这时耗尽层宽度保持在极大值,表面处出现强反型层,

(6)信号频率较低时,C/C0=1,MIS的电容又上升到等于绝缘层的电容,对应图EF段;

(7)信号频率较高时,反型层中的空穴产生与复合将跟不上高频信号变化,即反型层中空穴的数量不能随高频信号而变。因此,在高频信号时,反型层中电子对电容没有贡献,这时空间电荷区的电容仍由耗尽层的电荷变化决定。由于强反型出现时耗尽层宽度达到最大值,不随VG变化,C/C0也将保持最小值,对应图GH段。

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