Hvad er en MOS-transistor?
Metaloxid semiconductor (MOS) transistor er byggestenen til de fleste moderne digitale hukommelser, processorer og logikchips. Det er også et almindeligt element i mange integrerede kredsløb med integreret signal og blandet signal. Disse transistorer findes i ethvert antal elektroniske enheder fra mobiltelefoner og computere til digitalt styrede køleskabe og elektronisk medicinsk udstyr. MOS-transistoren er ret alsidig og kan fungere som en switch, en forstærker eller en modstand. Det er også kendt som en bestemt type felteffekttransistor (FET) kaldet isoleret gate (IGFET) eller MOS (MOSFET). Felteffekt henviser til det elektriske felt fra ladningen ved porten til transistoren.
MOS-transistoren er fremstillet på et halvlederkrystallsubstrat, normalt fremstillet af silicium. Underlaget er toppet med et tyndt isolerende lag, ofte lavet af siliciumdioxid. Over dette lag er porten, typisk fremstillet af enten metal eller polykrystallinsk silicium. Krystallområdet på den ene side af porten kaldes kilden, mens den anden er drænet. Kilden og drænet er generelt "dopet" med den samme type silicium; kanalen under porten er "doteret" med den modsatte type. Dette danner en struktur, der ligner en standard NPN- eller PNP-transistor.
En MOS-transistor fremstilles generelt som enten en PMOS eller en NMOS-transistor. En PMOS-transistor har en kilde og et afløb lavet af p-type silicium; kanalen under porten er n-type. Når en negativ spænding påføres porten, tændes transistoren. Dette tillader en strøm at strømme mellem kilden og afløbet. Når en positiv spænding påføres porten, slukkes den.
En NMOS-transistor er det modsatte: en p-type kanal med en n-type kilde og afløb. Når der påføres en negativ spænding ved porten til en NMOS-transistor, slukkes den; en positiv spænding tænder den. En fordel, som NMOS har over PMOS, er skiftehastighed - NMOS er generelt hurtigere.
Mange integrerede kredsløb bruger komplementære MOS (CMOS) logiske porte. En CMOS-gate er sammensat af to typer transistorer, der er kablet sammen: en NMOS og en PMOS. Disse porte er ofte foretrukket, hvor strømforbruget er kritisk. De bruger typisk ingen strøm, indtil transistorer skifter fra en tilstand til en anden.
Nedtapningstilstand MOSFET er en speciel type MOS-transistor, der kan bruges som modstand. Dets portområde er fremstillet med et ekstra lag mellem siliciumdioxidisolatoren og underlaget. Laget er "doteret" med den samme type silicium som dræn- og kildeområderne. Når der ikke er nogen ladning ved porten, leder dette lag strøm. Modstanden bestemmes af størrelsen på transistoren, når den oprettes. Tilstedeværelsen af en portladning slukker denne type MOS-transistor.
Som de fleste andre transistorer kan en MOS-transistor forstærke et signal. Mængden af strøm, der flyder mellem kilden og afløbet, varierer med gatesignalet. Nogle MOS-transistorer er konstrueret og pakkes individuelt til håndtering af store strømme. Disse kan bruges til at skifte strømforsyning, højeffektforstærkere, spole drivere og andre analoge eller blandede signal applikationer. De fleste MOS-transistorer bruges i digitale strømkredse med lav strømstyrke. Disse er typisk inkluderet inde i chips med andre dele i stedet for at stå alene.