MOS 트랜지스터 란?

금속 산화물 반도체 (MOS) 트랜지스터는 가장 현대적인 디지털 메모리, 프로세서 및 로직 칩의 구성 요소입니다. 또한 많은 아날로그 및 혼합 신호 집적 회로에서 공통 요소입니다. 이 트랜지스터는 휴대 전화 및 컴퓨터에서 디지털 제어 냉장고 및 전자 의료 기기에 이르기까지 수많은 전자 장치에서 발견됩니다. MOS 트랜지스터는 매우 다재다능하며 스위치, 증폭기 또는 저항으로 작동 할 수 있습니다. 또한 IGFET (Insulated-Gate) 또는 MOSFET (MOSFET)이라고하는 특정 유형의 전계 효과 트랜지스터 (FET)라고도합니다. 전계 효과 는 트랜지스터의 게이트에서 전하로부터의 전계를 의미합니다.

MOS 트랜지스터는 일반적으로 실리콘으로 만들어진 반도체 결정 기판 상에 제조된다. 기판은 종종 이산화 규소로 만들어진 얇은 절연 층으로 얹어진다. 이 층 위에는 일반적으로 금속 또는 다결정 실리콘으로 만들어진 게이트가 있습니다. 게이트 한쪽의 결정 영역을 소스라고하고 다른 쪽을 드레인이라고합니다. 소스 및 드레인은 일반적으로 동일한 유형의 실리콘으로 "도핑"된다; 게이트 아래의 채널은 반대 유형으로 "도핑"됩니다. 이것은 표준 NPN 또는 PNP 트랜지스터와 유사한 구조를 형성합니다.

MOS 트랜지스터는 일반적으로 PMOS 또는 NMOS 트랜지스터로서 제조된다. PMOS 트랜지스터는 p 형 실리콘으로 만들어진 소스 및 드레인을 가지며; 게이트 아래의 채널은 n 형입니다. 게이트에 음의 전압이인가되면 트랜지스터가 켜진다. 이것은 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르게한다. 게이트에 양의 전압이 가해지면 차단됩니다.

NMOS 트랜지스터는 반대입니다 : n 형 소스 및 드레인이있는 p 형 채널. NMOS 트랜지스터의 게이트에 음의 전압이인가되면 스위치가 꺼진다; 양의 전압이 켜집니다. NMOS가 PMOS에 비해 장점은 스위칭 속도입니다. 일반적으로 NMOS가 더 빠릅니다.

많은 집적 회로는 CMOS (Complementary MOS) 논리 게이트를 사용합니다. CMOS 게이트는 서로 연결된 두 가지 유형의 트랜지스터, 즉 하나의 NMOS와 하나의 PMOS로 구성됩니다. 이 게이트는 종종 전력 소비가 중요한 곳에서 선호됩니다. 이들은 일반적으로 트랜지스터가 한 상태에서 다른 상태로 전환 될 때까지 전력을 사용하지 않습니다.

공핍 모드 MOSFET은 저항기로 사용할 수있는 특수한 유형의 MOS 트랜지스터입니다. 게이트 영역은 이산화 규소 절연체와 기판 사이에 여분의 층으로 제조된다. 층은 드레인 및 소스 영역과 동일한 유형의 실리콘으로 "도핑"된다. 게이트에서 전하가 없을 때이 층은 전류를 전도합니다. 저항은 트랜지스터가 생성 될 때 트랜지스터의 크기에 의해 결정됩니다. 게이트 전하가 있으면이 유형의 MOS 트랜지스터가 꺼집니다.

대부분의 다른 트랜지스터와 마찬가지로 MOS 트랜지스터는 신호를 증폭 할 수 있습니다. 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류의 양은 게이트 신호에 따라 다릅니다. 일부 MOS 트랜지스터는 큰 전류를 처리하기 위해 구성되고 개별적으로 패키지됩니다. 이들은 스위칭 전원 공급 장치, 고전력 증폭기, 코일 드라이버 및 기타 아날로그 또는 혼합 신호 애플리케이션에 사용될 수 있습니다. 대부분의 MOS 트랜지스터는 저전력, 저 전류 디지털 회로에 사용됩니다. 이들은 일반적으로 혼자 서 있지 않고 다른 부품과 함께 칩 내부에 포함됩니다.