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半导体场效应晶体管
理想MOS结构的表面空间电荷区
4.VG>0,若正偏电压越来越大，半导体表面的能带会越来越弯曲，在表面的电子浓度越来越多，当表面的电子浓度ns=ni时，称为弱反型；继续增加电压VG=VT 时，ns=NA,表面形成强反型，称为耗尽-反型的转折点
强反型条件；
反型条件:
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
耗尽和反型转折点
电荷块图
能带图
5.VG>VT时, 表面少数载流子浓度超过多数载流子浓度，这种情况称为“反型”。
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
反型
电荷块图
能带图
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
n型MOS电容的不同偏置下的能带图和对应的电荷块图
n型MOS电容的不同偏置下的能带图和对应的电荷块图
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
结 论
n型衬底
VG
ACC(积累）
DEPL（耗尽）
INV（反型）
0
VT
0
VT
ACC(积累）
DEPL（耗尽）
INV（反型）
P型
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
结 论
n型( F<0)
s
ACC(积累）
DEPL（耗尽）
INV（反型）
0
2 F
0
ACC(积累）
DEPL（耗尽）
INV（反型）
P型( F>0)
2 F
平带
耗尽-反型过渡点
s
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
例题：两个理想MOS电容的电荷块图分布如下图所示，对每
一种情况：完成以下三个问题：
（1） 半导体是n型还是p型
（2）器件偏置模式是积累、耗尽还是反型？
（3）画出该电荷块图对应的MOS电容能带
（4）画出该结构的高频C-V特性曲线，并在图中用符号“ ”标出与该电荷块图相对应的点（3分）
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
MOS电容的静电特性
1半导体静电特性的定量描述
目标：建立在静态偏置条件下，理想MOS电容内部的电荷 ，电场E
和电势
金属： M-O界面电荷分布在金属表面 几 范围内
=δ， E=0 ， =常数
绝缘体： =0， E=Eox ，Δ =Eoxx0
半导体体内：体内E=0处 =0
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
半导体中积累
= （0）
E=0 （x>0)
=0 (x>0)
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
半导体中耗尽层宽度
耗尽层中的电荷密度
泊松方程
电 场
电势
x=xd处， E(xd)=0, (xd)=0
边界条件
=qNa
6.1 理想MOS结构的表面空间电荷区
耗尽层宽度和表面势的关系
表面势
最大耗尽层宽度

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