Qu'est-ce qu'un transistor MOS?

Le transistor semi-conducteur d'oxyde métallique (MOS) est l'élément constitutif des souvenirs numériques, des processeurs et des puces logiques les plus modernes.C'est également un élément commun dans de nombreux circuits intégrés analogiques et à signal mixte.Ces transistors se trouvent dans un certain nombre de dispositifs électroniques, des téléphones portables et des ordinateurs aux réfrigérateurs et aux équipements médicaux électroniques à commande numérique.Le transistor MOS est assez polyvalent et peut fonctionner comme un commutateur, un amplificateur ou une résistance.Il est également connu comme un type particulier de transistor à effet de champ (FET) appelé gate isolée (IGFET) ou MOS (MOSFET). Effet de champ fait référence au champ électrique de la charge à la porte du transistor.

Le transistor MOS est fabriqué sur un substrat de cristal semi-conducteur, généralement en silicium.Le substrat est surmonté d'une fine couche isolante, souvent en dioxyde de silicium.Au-dessus de cette couche se trouve la porte, généralement faite de silicium métallique ou polycristallin.La région cristalline d'un côté de la porte est appelée la source, tandis que l'autre est le drain.La source et le drain sont généralement dopés avec le même type de silicium;Le canal sous la porte est dopé avec le type opposé.Cela forme une structure similaire à un transistor NPN ou PNP standard.

Un transistor MOS est généralement fabriqué en tant que transistor PMOS ou NMOS.Un transistor PMOS a une source et un drain en silicium de type P;Le canal sous la porte est de type n.Lorsqu'une tension négative est appliquée à la porte, le transistor s'allume.Cela permet à un courant de s'écouler entre la source et le drain.Lorsqu'une tension positive est appliquée à la porte, elle s'arrête.

Un transistor NMOS est le contraire: un canal de type P avec une source et un drain de type N.Lorsqu'une tension négative est appliquée à la porte d'un transistor NMOS, elle s'éteint;Une tension positive l'allume.Un avantage que NMOS a sur PMOS est la vitesse de commutation mdash;Les NMO sont généralement plus rapides.

De nombreux circuits intégrés utilisent des portes logiques MOS complémentaires (CMOS).Une porte CMOS est composée de deux types de transistors câblés ensemble: un NMOS et un PMOS.Ces portes sont souvent privilégiées lorsque la consommation d'énergie est critique.Ils n'utilisent généralement aucune puissance jusqu'à ce que les transistors passent d'un état à l'autre.

Le MOSFET en mode épuisement est un type spécial de transistor MOS qui peut être utilisé comme résistance.Sa zone de porte est fabriquée avec une couche supplémentaire entre l'isolateur de dioxyde de silicium et le substrat.La couche est dopée avec le même type de silicium que les régions de drain et source.Lorsqu'il n'y a pas de charge à la porte, cette couche mène le courant.La résistance est déterminée par la taille du transistor lors de sa création.La présence d'une charge de grille interdit ce type de transistor MOS.

Comme la plupart des autres transistors, un transistor MOS peut amplifier un signal.La quantité de courant s'écoulant entre la source et le drain varie avec le signal de porte.Certains transistors MOS sont construits et emballés individuellement pour gérer de grands courants.Ceux-ci peuvent être utilisés dans les alimentations de commutation, les amplificateurs de haute puissance, les conducteurs de bobines et autres applications de signal analogique ou mixte.La plupart des transistors MOS sont utilisés dans des circuits numériques à faible puissance et à faible courant.Ceux-ci sont généralement inclus à l'intérieur des puces avec d'autres pièces, plutôt que de se tenir seuls.