5.7: El fuerte límite de carga
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En cuanto a la capacitancia cuántica, encontramos que si\(C_{Q} \gg C_{ES}\), la Ecuación (5.4.5) reduce a
\[ q \delta N = \delta V_{GS}C_{G} \nonumber \]
Este límite también se conoce como inversión fuerte en el análisis FET convencional. El canal se transforma de un aislante a un metal. La transición ocurre cuando la polarización de la puerta es igual al voltaje umbral\(V_{T}\), que se define como la polarización de la puerta requerida para empujar el nivel de energía del canal hacia abajo a la función de trabajo fuente.
En el límite de carga fuerte/metálico, la puerta y el canal actúan como dos placas de un condensador. La carga en el canal luego cambia linealmente con sesgo de puerta adicional. En los FET, el potencial del canal relativo a la fuente\(V(x)\), también puede variar con la posición. Incluyendo el potencial de canal y el voltaje umbral en la Ecuación\ ref {5.7.1} rinde:
Una forma de interpretar el límite metálico es considerar la diferencia entre la posición real del borde de la banda de conducción y su posición en ausencia de carga. La diferencia es proporcional a la cantidad de carga; ver Figura\(\PageIndex{1}\). Tenga en cuenta que la región sombreada en la figura no representa estados de electrones llenos por debajo de la banda de conducción. Estos electrones están de hecho todos en la parte inferior de la banda de conducción. Más bien esta es la misma herramienta gráfica que usamos en la Parte 3 para analizar la carga dentro de los conductores.
El límite de inversión metálica o fuerte solo se mantiene durante\(V_{GS}-V_{T}-V(x)>0\). Si V (x) cruza el límite de carga cero\((V_{GS}-V_{T})\), entonces la carga disminuye a cero. Esto se conoce como “pellizcar”.
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