Was ist ein MOS -Transistor?
Der Transistor für Metalloxid -Halbleiter (MOS) 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 Feld-Effekt-Transistor (FET) bezeichnet, die als Isolation-Gate (IGFET) oder MOS (MOSFET) bezeichnet wird. Field-Effect 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. Die Kristallregion auf einer Seitedes Tors heißt die Quelle, während der 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 MOS -Transistor wird im Allgemeinen entweder als PMOS oder als NMOS -Transistor hergestellt. 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 sie geschlossen.
Ein NMOS-Transistor ist das Gegenteil: ein P-Typ-Kanal mit Quelle und Abfluss vom Typ N. Wenn eine negative Spannung am Tor eines NMOS -Transistors angewendet wird, schaltet sie ab. Eine positive Spannung macht sie ein. Ein Vorteil, den NMOsHas Over PMOS schaltet die Geschwindigkeit um - NMOS ist im Allgemeinen schneller.
Viele integrierte Schaltkreise verwenden komplementäre MOS (CMOS) -Logentore. Ein CMOS -Gate besteht aus zwei miteinander verbundenen Transistoren: Ein NMOS und ein PMOS. Diese Tore werden oft bevorzugt, wenn der Stromverbrauch kritisch ist. Sie verwenden normalerweise keine Leistung, bis die Transistoren von einem Zustand in den anderen wechseln.
Der Depletion-Mode-MOSFET 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 demselben Siliziumtyp wie der Abfluss- und Quellregionen "dotiert". Wenn am Tor keine Ladung vorliegt, leitet diese Schicht Strom. Der Widerstand wird durch die Größe des Transistors bestimmt, wenn er erstellt wird. Das Vorhandensein einer Gate -Ladung schaltet diese Art von MOS -Transistor aus.
Wie die meisten anderen Transistoren kann ein MOS -Transistor ein Signal verstärken. Die Menge des StromflussesNg zwischen Quelle und Abfluss 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.