Cmos fundamentals

 
✔ Transfer characteristics of E-PMOSFET, E- NMOSFET, D- PMOSFET, D-NMOSFET: 
Fig: Transfer characteristics of E-PMOSFET, E- NMOSFET, D- PMOSFET, D-NMOSFET 
 
 
 
 
 
 
 

---

⮚ Energy band diagram: 
1) Equilibrium : 
In ideal conditions there is no external supply to the device so the energy gap between 
conduction and valence band is high. 
The gap between Evac and Efm is called the work function qΦ
m
is the energy required by an 
electron to move from Fermi energy to vacuum energy level. 
Electron affinity (χ): It is the energy required to move an electron from the conduction band 
of a semiconductor to vacuum energy. 
Ionization energy: The energy required to move an electron from the valence band of 
semiconductor to vacuum energy. 
Fig: Equilibrium condition of MOSFET 
2) Accumulation: 
Accumulation of charges at the channel takes place when we apply V
GS
<0.
As we apply external supply V
GS
<0 the holes get accumulated at the surface this is called 
accumulation. 
The electrons in metal increases so the E
FM
increases but it is known that the work function 
of a material doesn’t change so E
VAC
is increased with equal rise of E
FM
thus tilting the E
vac
of 
the oxide layer upwards. 
Valence band of bends upwards indicating that the hole concentration towards oxide layer is 
increased and as the energy gap between conduction band and valence band has to be 
maintained the conduction band is also tilted upward. 
The work function and energy gap has to be maintained with respect to the device property 
because once they are changed the overall behaviour of the device changes and it no longer 
behaves as expected.