Cos'è un transistor MOS?
Il transistor a semiconduttore di ossido di metallo (MOS) è il blocco della maggior parte dei moderni memorie digitali, processori e chip logici. È anche un elemento comune in molti circuiti integrati analogici e di segnale misto. Questi transistor si trovano in qualsiasi numero di dispositivi elettronici dai telefoni cellulari e dai computer ai frigoriferi controllati digitalmente e alle attrezzature mediche elettroniche. Il transistor MOS è piuttosto versatile e può funzionare come un interruttore, un amplificatore o un resistore. È anche noto come un particolare tipo di transistor a effetto campo (FET) chiamato gate isolato (IGFET) o MOS (MOSFET). Effetto campo si riferisce al campo elettrico dalla carica al cancello del transistor.
Il transistor MOS è fabbricato su un substrato di cristallo a semiconduttore, generalmente realizzato in silicio. Il substrato è sormontato da uno strato isolante sottile, spesso fatto di biossido di silicio. Sopra questo strato si trova il cancello, in genere realizzato in silicio metallico o policristallino. La regione cristallina da un latodel cancello è chiamato fonte, mentre l'altro è lo scarico. La fonte e lo scarico sono generalmente "drogati" con lo stesso tipo di silicio; Il canale sotto il cancello è "drogato" con il tipo opposto. Ciò forma una struttura simile a un transistor NPN o PNP standard.
Un transistor MOS è generalmente prodotto come un transistor PMO o NMOS. Un transistor PMOS ha una fonte e uno scarico realizzato in silicio di tipo P; Il canale sotto il cancello è di tipo n. Quando una tensione negativa viene applicata al gate, il transistor si accende. Ciò consente a una corrente di fluire tra la sorgente e lo scarico. Quando una tensione positiva viene applicata al cancello, si spegne.
Un transistor NMOS è l'opposto: un canale di tipo P con sorgente di tipo N e scarico. Quando viene applicata una tensione negativa sul gate di un transistor NMOS, si spegne; Una tensione positiva lo accende. Un vantaggio che NMOha il PMO su PMOS è la velocità di commutazione: le NMO sono generalmente più veloci.
Molti circuiti integrati utilizzano cancelli logici MOS complementari (CMOS). Un gate CMOS è composto da due tipi di transistor collegati insieme: uno NMOS e uno PMOS. Queste porte sono spesso favorite quando il consumo di energia è fondamentale. In genere non usano energia fino a quando i transistor passano da uno stato all'altro.
Il MOSFET in modalità deplezione è un tipo speciale di transistor MOS che può essere usato come resistore. La sua area del cancello è fabbricata con uno strato extra tra l'isolatore di biossido di silicio e il substrato. Lo strato è "drogato" con lo stesso tipo di silicio delle regioni di scarico e di origine. Quando non è presente alcuna carica al cancello, questo livello conduce corrente. La resistenza è determinata dalla dimensione del transistor quando viene creato. La presenza di una carica di gate cambia questo tipo di transistor MOS.
Come la maggior parte degli altri transistor, un transistor MOS può amplificare un segnale. La quantità di flusso di correnteNg tra la sorgente e lo scarico varia con il segnale di gate. Alcuni transistor MOS sono costruiti e confezionati individualmente per gestire grandi correnti. Questi possono essere utilizzati in alimentatori di commutazione, amplificatori ad alta potenza, driver di bobine e altre applicazioni analogiche o di segnale misto. La maggior parte dei transistor MOS sono utilizzati nei circuiti digitali a bassa potenza e a bassa corrente. Questi sono in genere inclusi all'interno dei chip con altre parti, piuttosto che stare da soli.