Tranzystory typu MOS

Tranzystory typu MOS
Ogólne wiadomości
O przepływie prądu decyduje jeden rodzaj nośników dlatego nazywamy je unipolarnymi.
Nazwa „polowe” pochodzi od oddziaływania pola elektrycznego na rezystancję
półprzewodnika.
W technologii MOSFET tranzystory są produkowane w formie trzech warstw. Dolna warstwa
to płytka wycięta z monokryształu krzemu lub krzemu domieszkowanego germanem. Na
płytkę tę napyla się bardzo cienką warstwę krzemionki lub innego tlenku metalu lub
półmetalu, która pełni funkcję izolatora. Warstwa ta musi być ciągła (bez dziur), ale jak
najcieńsza.
Skrót MOSFET pochodzi od angielskiego określenia Metal-Oxide-Semiconductor FET, co
oznacza tranzystor polowy (FET)o strukturze: metal, tlenek, półprzewodnik. Jest to aktualnie
podstawowa technologia produkcji większości układów scalonych stosowanych w
komputerach i stanowi element technologii CMOS.
Budowa
W podłożu – płytce słabo domieszkowanego półprzewodnika typu P albo N tworzone są dwa
małe obszary o przeciwnym typie przewodnictwa – odpowiednio N+ lub P+ (N+/P+ oznacza
silne domieszkowanie tych obszarów). Te silnie domieszkowane obszary tworzą dren oraz
źródło do których doprowadzane są kontakty. Powierzchnia półprzewodnika pomiędzy
drenem i źródłem jest pokryta cienką warstwą dielektryka (izolatora), grubość tej warstwy jest
rzędu kilkunastu nanometrów. Na dielektryk napylana jest warstwa materiału przewodzącego
(metalu) tworząca bramkę.
Struktura tranzystora MOSFET typu N z kanałem wzbogacanym
Typy tranzystorów
Rozróżnia się dwa typy tranzystorów MOS:
z kanałem zubożanym (z kanałem wbudowanym) – normalnie włączone, tj. takie, w
których istnieje kanał przy zerowym napięciu bramka-źródło;
z kanałem wzbogacanym (z kanałem indukowanym) – normalnie wyłączone, kanał
tworzy się dopiero, gdy napięcie bramka-źródło przekroczy charakterystyczną wartość
UT (napięcie progowe).
Symbole graficzne.
Zasada działania
Przepływ prądu następuje pomiędzy źródłem i drenem, przez tzw. kanał, sterowanie tym
prądem następuje na skutek zmiany napięcia bramka-źródło.
Tranzystor MOS polaryzuje się tak, żeby jeden rodzaj nośników (nie ma nośników
większościowych i mniejszościowych – elektrony w kanale typu N, dziury w kanale typu P)
płynęły od źródła do drenu.
Wyróżnia się dwa zakresy pracy:
– zakres nienasycenia (liniowy, triodowy)
– zakres nasycenia (pentodowy)
Przykład działania tranzystora znajduje się w prezentacji.
Bibliografia:
- Notatki własne
- http://home.agh.edu.pl/~maziarz/LabPE/unipolarne_druk.html#3
- http://pl.wikipedia.org/wiki/MOSFET
- http://wapedia.mobi/pl/MOSFET