Hva er en MOS-transistor?
Metalloksid-halvledertransistor (MOS) -transistor er byggesteinen til de fleste moderne digitale minner, prosessorer og logikkbrikker. Det er også et vanlig element i mange integrerte kretser med integrerte signaler og blandet signal. Disse transistorene finnes i et hvilket som helst antall elektroniske enheter fra mobiltelefoner og datamaskiner til digitalt kontrollerte kjøleskap og elektronisk medisinsk utstyr. MOS-transistoren er ganske allsidig og kan fungere som en bryter, en forsterker eller en motstand. Det er også kjent som en spesiell type felteffekttransistor (FET) kalt isolert gate (IGFET) eller MOS (MOSFET). Felt-effekt refererer til det elektriske feltet fra ladningen ved porten til transistoren.
MOS-transistoren er produsert på et halvlederskrystallunderlag, vanligvis laget av silisium. Underlaget er toppet med et tynt isolasjonslag, ofte laget av silisiumdioksid. Over dette laget er porten, typisk laget av enten metall eller polykrystallinsk silisium. Krystallområdet på den ene siden av porten kalles kilden, mens den andre er avløpet. Kilden og avløpet er vanligvis "dopet" med samme type silisium; kanalen under porten er "dopet" med motsatt type. Dette danner en struktur som ligner en standard NPN- eller PNP-transistor.
En MOS-transistor er vanligvis produsert som enten en PMOS eller en NMOS-transistor. En PMOS-transistor har en kilde og et avløp laget av p-type silisium; kanalen under porten er av n-type. Når en negativ spenning tilføres porten, slås transistoren på. Dette gjør at en strøm flyter mellom kilden og avløpet. Når en positiv spenning tilføres porten, slås den av.
En NMOS-transistor er motsatt: en p-type kanal med en n-type kilde og avløp. Når en negativ spenning påføres ved porten til en NMOS-transistor, slås den av; en positiv spenning slår den på. En fordel som NMOS har over PMOS er byttehastighet - NMOS er generelt raskere.
Mange integrerte kretsløp bruker komplementære MOS (CMOS) logiske porter. En CMOS-port er sammensatt av to typer transistorer koblet sammen: en NMOS og en PMOS. Disse portene er ofte foretrukket der strømforbruket er kritisk. De bruker vanligvis ingen strøm før transistorene bytter fra en tilstand til en annen.
Utarmingsmodus MOSFET er en spesiell type MOS-transistor som kan brukes som motstand. Portområdet er produsert med et ekstra lag mellom silisiumdioksidisolatoren og underlaget. Laget er "dopet" med samme type silisium som avløps- og kilderegionene. Når det ikke er noen lading ved porten, leder dette laget strøm. Motstanden bestemmes av størrelsen på transistoren når den opprettes. Tilstedeværelsen av en portladning slår denne typen MOS-transistor av.
Som de fleste andre transistorer kan en MOS-transistor forsterke et signal. Mengden strøm som flyter mellom kilden og avløpet, varierer med sidesignalet. Noen MOS-transistorer er konstruert og individuelt pakket for å håndtere store strømmer. Disse kan brukes til å bytte strømforsyning, forsterkere med høy effekt, spoledrivere og andre analoge eller blandede signal applikasjoner. De fleste MOS-transistorer brukes i lite strøm, digitale strømkretser. Disse er vanligvis inkludert i chips med andre deler, i stedet for å stå alene.