Was ist ein MOS -Transistor?

Der Metalloxid -Semiconductor (MOS) -Transistor ist der Baustein der meisten modernen digitalen Erinnerungen, Prozessoren und Logikchips.Es ist auch ein gemeinsames Element in vielen analogen und gemischten Signal-integrierten Schaltungen.Diese Transistoren finden sich in einer beliebigen Anzahl von elektronischen Geräten von Mobiltelefonen und Computern bis hin zu digital kontrollierten Kühlschränken und elektronischen medizinischen Geräten.Der MOS -Transistor ist sehr vielseitig und kann als Schalter, Verstärker oder Widerstand fungieren.Es ist auch als eine bestimmte Art von Feldeffekttransistor (FET) bezeichnet, die als isoliertes Gate (IGFET) oder MOS (MOSFET) bezeichnet wird. Feldeffekt bezieht sich auf das elektrische Feld aus der Ladung am Tor des Transistors.

Der MOS-Transistor wird auf einem Halbleiterkristallsubstrat hergestellt, das normalerweise aus Silizium besteht.Das Substrat ist mit einer dünnen Isolierschicht gekrönt, die häufig aus Siliziumdioxid besteht.Über dieser Schicht befindet sich das Tor, typischerweise entweder aus Metall oder polykristallinem Silizium.Der Kristallbereich auf einer Seite des Tores wird als Quelle bezeichnet, während die andere der Abfluss ist.Quelle und Abfluss werden im Allgemeinen mit derselben Art von Silizium dotiert;Der Kanal unter dem Tor ist mit dem entgegengesetzten Typ dotiert.Dies bildet eine Struktur, die einem Standard -NPN- oder PNP -Transistor ähnelt.Ein PMOS-Transistor hat eine Quelle und einen Abfluss aus Silizium vom P-Typ;Der Kanal unter dem Tor ist N-Typ.Wenn eine negative Spannung auf das Tor angelegt wird, schaltet der Transistor ein.Dadurch kann ein Strom zwischen Quelle und Abfluss fließen.Wenn eine positive Spannung auf das Tor angelegt wird, wird es geschlossen.

Ein NMOS-Transistor ist das Gegenteil: ein P-Typ-Kanal mit einer Quelle und Abfluss vom Typ n-Typ.Wenn eine negative Spannung am Tor eines NMOS -Transistors angewendet wird, schaltet sie sich aus.Eine positive Spannung macht sie ein.Ein Vorteil, den NMOs über PMOS hat, ist die Schaltgeschwindigkeit Mdash.NMOs ist im Allgemeinen schneller.

Viele integrierte Schaltkreise verwenden komplementäre MOS -Logik -Gates (CMOS).Ein CMOS -Gate besteht aus zwei miteinander verbundenen Transistoren: einem NMOs und einem PMOS.Diese Tore werden oft bevorzugt, wenn der Stromverbrauch von entscheidender Bedeutung ist.Sie verwenden normalerweise keine Leistung, bis die Transistoren von einem Zustand in den anderen wechseln.

Der MOSFET des Depletion-Mode ist ein spezieller MOS-Transistor, der als Widerstand verwendet werden kann.Der Gate -Bereich wird mit einer zusätzlichen Schicht zwischen dem Siliziumdioxidisolator und dem Substrat hergestellt.Die Schicht wird mit dem gleichen Siliziumtyp wie Abfluss- und Quellregionen dotiert.Wenn am Tor keine Ladung vorhanden ist, leitet diese Schicht Strom.Der Widerstand wird durch die Größe des Transistors bestimmt, wenn er erstellt wird.Das Vorhandensein eines Gate -Lades schaltet diese Art von MOS -Transistor aus.

Wie die meisten anderen Transistoren kann ein MOS -Transistor ein Signal verstärken.Die Menge an Strom, die zwischen Quelle und Abfluss fließt, variiert mit dem Gate -Signal.Einige MOS -Transistoren sind gebaut und einzeln verpackt, um große Ströme zu verarbeiten.Diese können zum Schalten von Stromversorgungen, Hochleistungsverstärkern, Spulentreibern und anderen analogen oder gemischten Signalanwendungen verwendet werden.Die meisten MOS-Transistoren werden in digitalen Schaltkreisen mit geringem Stromverbrauch verwendet.Diese sind normalerweise in Chips mit anderen Teilen enthalten, anstatt alleine zu stehen.