Что такое МОП-транзистор?

МОП-транзистор - это полупроводниковое устройство, которое переключает или усиливает сигналы в электронных устройствах. MOSFET является аббревиатурой от полевого транзистора металл – оксид – полупроводник. Название может быть по-разному написано как MOSFET, MOS FET или MOS-FET; Термин МОП-транзистор обычно используется, несмотря на его избыточность. Назначение транзистора с полевым МОП-транзистором состоит в том, чтобы воздействовать на поток электрических зарядов через устройство, используя небольшое количество электричества, чтобы влиять на поток гораздо больших количеств. МОП-транзисторы являются наиболее часто используемыми транзисторами в современной электронике.

Транзистор MOSFET вездесущий в современной жизни, потому что это тип транзистора, наиболее часто используемый в интегральных схемах, основа почти всех современных компьютеров и электронных устройств. Транзистор MOSFET хорошо подходит для этой роли благодаря низкому энергопотреблению и рассеиванию, низкому тепловыделению и низким затратам на массовое производство. Современная интегральная схема может содержать миллиарды МОП-транзисторов. МОП-транзисторы присутствуют в устройствах от сотовых телефонов и цифровых часов до огромных суперкомпьютеров, используемых для сложных научных расчетов в таких областях, как климатология, астрономия и физика элементарных частиц.

МОП-транзистор имеет четыре полупроводниковых контакта, называемых истоком, затвором, стоком и корпусом. Исток и сток расположены в корпусе транзистора, а затвор находится над этими тремя клеммами, расположенными между истоком и стоком. Ворота отделены от других клемм тонким слоем изоляции.

МОП-транзистор может быть разработан для использования либо отрицательно заряженных электронов, либо положительно заряженных электронных дырок в качестве носителей электрического заряда. Терминалы истока, затвора и стока спроектированы таким образом, чтобы иметь избыток электронов или электронных дырок, придавая каждому отрицательную или положительную полярность. Исток и сток всегда имеют одинаковую полярность, а затвор всегда противоположен полярности истока и стока.

Когда напряжение между телом и затвором увеличивается, и затвор получает электрический заряд, носители электрического заряда того же заряда отталкиваются от области затвора, создавая так называемую область истощения. Если эта область станет достаточно большой, она создаст так называемый инверсионный слой на границе раздела между изоляционным и полупроводниковым слоями, обеспечивая канал, по которому носители заряда противоположной полярности затвора могут легко течь. Это позволяет большому количеству электричества течь от источника к стоку. Как и все полевые транзисторы, каждый отдельный МОП-транзистор использует исключительно положительные или отрицательные носители заряда.

МОП-транзисторы выполнены в основном из кремния или кремний-германиевого сплава. Свойства полупроводниковых клемм могут быть изменены путем добавления небольших примесей веществ, таких как бор, фосфор или мышьяк, процесс, называемый легированием. Затвор обычно изготавливается из поликристаллического кремния, хотя некоторые полевые МОП-транзисторы имеют затворы из поликремния, легированного такими металлами, как титан, вольфрам или никель. Чрезвычайно маленькие транзисторы используют затворы, сделанные из металлов, таких как вольфрам, тантал или нитрид титана. Изолирующий слой чаще всего изготавливается из диоксида кремния (SO ₂ ), хотя также используются другие оксидные соединения.