Co je to tranzistor MOS?

Tranzistor oxidu kovového oxidu (MOS) je stavebním blokem nejmodernějších digitálních vzpomínek, procesorů a logických čipů. Je to také běžný prvek v mnoha integrovaných obvodech analogových a smíšených signálů. Tyto tranzistory se nacházejí v libovolném počtu elektronických zařízení z mobilních telefonů a počítačů do digitálně kontrolovaných chladniček a elektronického lékařského vybavení. Tranzistor MOS je docela univerzální a může fungovat jako spínač, zesilovač nebo rezistor. Je také známý jako konkrétní typ tranzistoru polního efektu (FET) zvaný izolovaný brána (IGFET) nebo MOS (MOSFET). efekt pole odkazuje na elektrické pole z náboje u brány tranzistoru.

Tranzistor MOS je vyroben na polovodičovém krystalovém substrátu, obvykle vyrobeném z křemíku. Substrát je zakončen tenkou izolační vrstvou, často vyrobenou z oxidu křemíkového oxidu. Nad touto vrstvou je brána, obvykle vyrobená z kovového nebo polykrystalického křemíku. Křišťálová oblast na jedné straněbrány se nazývá zdroj, zatímco druhý je odtok. Zdroj a odtok jsou obecně „dopovány“ se stejným typem křemíku; Kanál pod bránou je „dopovaný“ s opačným typem. To tvoří strukturu podobnou standardnímu tranzistoru NPN nebo PNP.

Tranzistor MOS se obvykle vyrábí jako PMOS nebo tranzistor NMOS. Tranzistor PMOS má zdroj a odtok vyrobený z křemíku typu p; Kanál pod bránou je typ N. Když je na bránu aplikováno záporné napětí, přepne se tranzistor. To umožňuje proud proudu mezi zdrojem a odtokem. Když je na bránu aplikováno kladné napětí, vypne se.

Tranzistor NMOS je opak: kanál typu P se zdrojem a odtokem typu N. Když je na bráně tranzistoru NMOS aplikováno záporné napětí, vypne se; Pozitivní napětí to zapne. Jedna výhoda, že NMOSmá přes PMOS přepínací rychlost - NMOS je obecně rychlejší.

Mnoho integrovaných obvodů používá logické brány doplňujících MOS (CMOS). Brána CMOS se skládá ze dvou typů tranzistorů zapojených dohromady: jeden NMO a jeden PMOS. Tyto brány jsou často upřednostňovány tam, kde je spotřeba energie kritická. Obvykle nepoužívají žádnou energii, dokud se tranzistory nepřepnou z jednoho stavu na druhý.

MOSFET v režimu deplece je speciální typ tranzistoru MOS, který lze použít jako rezistor. Jeho oblast brány je vyrobena s další vrstvou mezi izolátorem oxidu křemíkového oxidu a substrátem. Vrstva je „dopovaná“ se stejným typem křemíku jako oblasti odtoku a zdroje. Pokud u brány není náboj, tato vrstva provádí proud. Odpor je určen velikostí tranzistoru, když je vytvořen. Přítomnost brány nabíjení vypne tento typ tranzistoru MOS.

Stejně jako většina ostatních tranzistorů může tranzistor MOS zesílit signál. Množství proudu tokung mezi zdrojem a odtokem se mění s signálem brány. Některé tranzistory MOS jsou konstruovány a individuálně zabaleny pro zvládnutí velkých proudů. Mohou být použity při přepínání napájecích zdrojů, vysoce výkonných zesilovačů, ovladačů cívek a dalších analogových nebo smíšených signálu. Většina tranzistorů MOS se používá v digitálních obvodech s nízkým výkonem, s nízkým proudem. Ty jsou obvykle zahrnuty uvnitř čipů s jinými částmi, spíše než stojící samostatně.