Одним из наиболее распространенных методов изучения свойств структур металл-диэлектрик-полупроводник является метод, основанный на анализе зависимости емкости МДП структуры Cмдп от напряжения на затворе VG, так называемый метод вольтфарадных характеристик (ВФК) или C-V метод. Для использования этого метода рассмотрим подробно теорию емкости МДП структур. В дальнейшем величину удельной емкости МДП структуры будем просто обозначать меткой C без индексов. Согласно определению емкости
.
Следовательно, C=Cox(1-dYs/dVG).
Таким образом, зависимость C МДП структуры от напряжения будет
определяться полученной нами ранее зависимостью Ys (VG), прриведенной на
рисунке. Можно сказать, что в области сильной инверсии и обогащения емкость
C будет слабо зависеть от величины VG. В области обеднения и слабой инверсии
следует ожидать участка с почти постоянной величиной емкости. Общая зависимость
емкости от напряжения будет иметь вид кривой с ярко выраженным минимумом.
(9),
где Css,Csc-емкость поверхностных состояний и емкость ОПЗ, определенные ранее.
Соотношение (9) позволяет нам построить эквивалентную схему МДП структуры, представив ее как последовательно соединенную емкость диэлектрика Cox с параллельной цепочкой емкости ОПЗ Csc и поверхностных состояний Css. На рисунке приведена эквивалентная схема емкости МДП структуры. Отметим, что такую схему можно было нарисовать, исходя из общих соображений об устройстве МДП структур.
На рисунке приведены равновесные C-V кривые идеальных МДП
структур с разной толщиной диэлектрика.