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Figura 1.9: Efeito pinch-off. de sua resistência e ocasionando o seu estrangulamento 24 . No caso da porta do transistor ser recoberta com uma solução contendo íons com cargas negativas, como uma solução alcalina por exemplo, as considerações acima a respeito do comportamento elétrico do ISFET são válidas somente até uma certa extensão, ou seja, oacúmulo de íons com cargas negativas na porta do transistor promoverá também um acúmulo de lacunas (cargas positivas) na superfície do semicondutor (ψs < 0) e como consequência um aumento na região de depleção entre os terminais de fonte e dreno. Como resultado, nenhum canal de condução é formado e o transistor é dito estar no modo desligado, pois nenhuma corrente id flui entre fonte e dreno. Estas considerações são invertidas quando o ISFET em questão édotipoPMOS 23,24 . 1.5 Como Modular a Função Trabalho de um ISFET Como visto anteriormente, a formação de um canal condutor em um ISFET é depen- dente do potencial que as espécies em uma solução exercem sobre a porta do dispositivo. Para que o transistor esteja no modo ”ligado”, é necessário que este potencial seja maior que a sua tensão limiar. Isto significa que o funcionamento do ISFET pode ser controlado 36
somente pela modulação de VT . Adicionalmente, o controle de VT pode ser ainda realizado pela modulação da diferença de função trabalho entre um eventual metal que recobre a porta do sensor e o semicondutor. Desta maneira, esta diferença de função trabalho Φms pode ser explorada baseada na variação do potencial de banda plana conforme a seguinte expressão 23 , VFB = −ψs + χsol − ΦSi + q − Qss Qox Cox (Eq.18) onde Qss, Qox eCox representam a densidade de estados de superfície na superfície do silício, as cargas fixas no óxido e a capacitância do óxido de porta respectivamente. O termo χsol representa o potencial de dipolo da solução, e assim como os três termos anteriores, este é constante durante a operação do sensor. O único termo no entanto que não é constante e que permite com que o ISFET seja sensível a variações de potencial em sua superfície, éopróprio potencial de superfície ψs. Desta forma, conforme visto através da Equação 18, o potencial de banda plana pode ser modulado simplesmente pelo potencial de superfície, o que por sua vez pode promover variações na diferença de função trabalho Φms e portanto influenciar na magnitude da tensão de banda plana. Assim, como VFB está diretamente ligado a tensão de limiar através da relação mostrada na Equação 19, VT = VFB − QB Cox +2φF (Eq.19) atensão de banda plana pode através da função trabalho, ser usada para controlar VT . Nesta, φF representa o potencial de Fermi e QB a carga da região de depleção no semi- 37
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Agradecimentos Ao Instituto de Qu
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DEDICO ESTA DISSERTAÇÃO aos meus
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4. CONCLUSÕES • A configuração
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5. TRABALHOS FUTUROS • Como etapa
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Referências Bibliográficas [1] B.
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[14] K. D. Wise, J. B. Angell, A. S
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[92] A. Poghossian, M. H. Abouzar,
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