Τι είναι ένα τρανζίστορ MOS;

Το τρανζίστορ ημιαγωγού μεταλλικού οξειδίου (MOS) είναι το δομικό στοιχείο των πιο σύγχρονων ψηφιακών αναμνήσεων, των επεξεργαστών και των λογικών τσιπς.Είναι επίσης ένα κοινό στοιχείο σε πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα αναλογικού και μικτού σήματος.Αυτά τα τρανζίστορ βρίσκονται σε οποιονδήποτε αριθμό ηλεκτρονικών συσκευών από κινητά τηλέφωνα και υπολογιστές μέχρι ψηφιακά ελεγχόμενα ψυγεία και ηλεκτρονικό ιατρικό εξοπλισμό.Το τρανζίστορ MOS είναι αρκετά ευπροσάρμοστο και μπορεί να λειτουργήσει ως διακόπτης, ενισχυτής ή αντίσταση.Είναι επίσης γνωστός ως ένας συγκεκριμένος τύπος τρανζίστορ πεδίου-αποτελέσματος (FET) που ονομάζεται μονωμένη πύλη (IGFET) ή MOS (MOSFET). effect πεδίου αναφέρεται στο ηλεκτρικό πεδίο από το φορτίο στην πύλη του τρανζίστορ.

Το τρανζίστορ MOS κατασκευάζεται σε ένα κρυσταλλικό υπόστρωμα ημιαγωγού, συνήθως κατασκευασμένο από πυρίτιο.Το υπόστρωμα ολοκληρώνεται με ένα λεπτό μονωτικό στρώμα, συχνά κατασκευασμένο από διοξείδιο του πυριτίου.Πάνω από αυτό το στρώμα είναι η πύλη, συνήθως κατασκευασμένη είτε από μεταλλικό είτε από πολυκρυσταλλικό πυρίτιο.Η κρυστάλλινη περιοχή στη μία πλευρά της πύλης ονομάζεται πηγή, ενώ η άλλη είναι η αποχέτευση.Η πηγή και η αποστράγγιση είναι γενικά με τον ίδιο τύπο πυριτίου.Το κανάλι κάτω από την πύλη είναι doped με τον αντίθετο τύπο.Αυτό σχηματίζει μια δομή παρόμοια με ένα τυπικό τρανζίστορ NPN ή PNP. Το τρανζίστορ MOS κατασκευάζεται γενικά είτε ως PMOS είτε ως τρανζίστορ NMOS.Ένα τρανζίστορ PMOS έχει πηγή και αποστράγγιση από πυρίτιο τύπου Ρ.Το κανάλι κάτω από την πύλη είναι N-Type.Όταν εφαρμόζεται αρνητική τάση στην πύλη, ο τρανζίστορ ενεργοποιείται.Αυτό επιτρέπει σε ένα ρεύμα να ρέει μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης.Όταν εφαρμόζεται θετική τάση στην πύλη, απενεργοποιείται.

Ένα τρανζίστορ NMOS είναι το αντίθετο: ένα κανάλι τύπου Ρ με πηγή τύπου Ν και αποστράγγιση.Όταν εφαρμόζεται αρνητική τάση στην πύλη ενός τρανζίστορ NMOS, απενεργοποιείται.Μια θετική τάση την ενεργοποιεί.Ένα πλεονέκτημα που έχει τα NMOs πάνω από το PMOS είναι η ταχύτητα αλλαγής mdash;Τα NMOS είναι γενικά ταχύτερα.

Πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιούν συμπληρωματικές πύλες λογικής MOS (CMOS).Μια πύλη CMOS αποτελείται από δύο τύπους τρανζίστορ ενσύρματα: ένα NMOS και ένα PMOS.Αυτές οι πύλες συχνά ευνοούνται όταν η κατανάλωση ενέργειας είναι κρίσιμη.Συνήθως δεν χρησιμοποιούν καμία ισχύ μέχρις ότου τα τρανζίστορ μεταβληθούν από τη μία κατάσταση στην άλλη.

Το MOSFET εξάντλησης είναι ένας ειδικός τύπος τρανζίστορ MOS που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αντίσταση.Η περιοχή της πύλης κατασκευάζεται με επιπλέον στρώμα μεταξύ του μονωτή διοξειδίου του πυριτίου και του υποστρώματος.Το στρώμα είναι προσωμένο με τον ίδιο τύπο πυριτίου με τις περιοχές αποχέτευσης και πηγής.Όταν δεν υπάρχει χρέωση στην πύλη, αυτό το στρώμα διεξάγει ρεύμα.Η αντίσταση καθορίζεται από το μέγεθος του τρανζίστορ όταν δημιουργείται.Η παρουσία ενός φορτίου πύλης μετατρέπει αυτόν τον τύπο τρανζίστορ MOS.Η ποσότητα ρεύματος που ρέει μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης ποικίλλει ανάλογα με το σήμα της πύλης.Ορισμένα τρανζίστορ MOS κατασκευάζονται και συσκευάζονται μεμονωμένα για να χειριστούν μεγάλα ρεύματα.Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην εναλλαγή τροφοδοτικών, ενισχυτών υψηλής ισχύος, οδηγών πηνίων και άλλων εφαρμογών αναλογικών ή μικτών σήματος.Τα περισσότερα τρανζίστορ MOS χρησιμοποιούνται σε ψηφιακά κυκλώματα χαμηλής ισχύος, χαμηλής ισχύος.Αυτά περιλαμβάνονται συνήθως σε μάρκες με άλλα μέρη, αντί να στέκονται μόνοι τους.