Kas ir MOS tranzistors?

MOS tranzistors ir izgatavots uz pusvadītāju kristāla substrāta, parasti izgatavots no silīcija. Pamatnei ir plāns izolācijas slānis, kas bieži ir izgatavots no silīcija dioksīda. Virs šī slāņa ir vārti, kas parasti ir izgatavoti no metāla vai polikristāliskā silīcija. Kristāla apgabalu vienā vārtu pusē sauc par avotu, bet otru par noteku. Avots un noteka parasti ir “leģēti” ar tāda paša veida silīciju; kanāls zem vārtiem ir “leģēts” ar pretējo tipu. Tas veido struktūru, kas līdzīga standarta NPN vai PNP tranzistoram.

MOS tranzistoru parasti ražo kā PMOS vai NMOS tranzistoru. PMOS tranzistoram ir avots un kanalizācija, kas izgatavota no p-veida silīcija; kanāls zem vārtiem ir n-veida. Kad vārtiem tiek pielikts negatīvs spriegums, tranzistors ieslēdzas. Tas ļauj strāvai plūst starp avotu un kanalizāciju. Kad vārtiem tiek pielikts pozitīvs spriegums, tie izslēdzas.

NMOS tranzistors ir pretējs: p-veida kanāls ar n-veida avotu un noteci. Ja pie NMOS tranzistora vārtiem tiek pielikts negatīvs spriegums, tas izslēdzas; pozitīvs spriegums to ieslēdz. Viena no NMOS priekšrocībām salīdzinājumā ar PMOS ir pārslēgšanās ātrums — NMOS parasti ir ātrāks.

Daudzas integrētās shēmas izmanto papildu MOS (CMOS) loģiskos vārtus. CMOS vārti sastāv no divu veidu tranzistoriem, kas savienoti kopā: viens NMOS un viens PMOS. Šie vārti bieži tiek doti priekšroka tur, kur enerģijas patēriņš ir kritisks. Tie parasti neizmanto enerģiju, līdz tranzistori pārslēdzas no viena stāvokļa uz otru.

Iztukšošanās režīma MOSFET ir īpašs MOS tranzistoru veids, ko var izmantot kā rezistoru. Tās vārtu laukums ir izgatavots ar papildu slāni starp silīcija dioksīda izolatoru un pamatni. Slānis ir “leģēts” ar tāda paša veida silīciju kā kanalizācijas un avota reģioni. Ja pie vārtiem nav lādiņa, šis slānis vada strāvu. Pretestību nosaka tranzistora izmērs, kad tas tiek izveidots. Vārtu lādiņa klātbūtne izslēdz šāda veida MOS tranzistoru.

Tāpat kā vairums citu tranzistoru, MOS tranzistors var pastiprināt signālu. Strāvas daudzums, kas plūst starp avotu un noteci, mainās atkarībā no aizslēga signāla. Daži MOS tranzistori ir konstruēti un atsevišķi iepakoti, lai apstrādātu lielas strāvas. Tos var izmantot komutācijas barošanas avotos, lieljaudas pastiprinātājos, spoļu draiveros un citās analogā vai jaukta signāla lietojumos. Lielākā daļa MOS tranzistoru tiek izmantoti mazjaudas, zemas strāvas digitālajās shēmās. Tās parasti ir iekļautas mikroshēmās kopā ar citām daļām, nevis atsevišķi.