Kas yra MOSFET tranzistorius?

MOSFET tranzistorius yra puslaidininkinis įtaisas, kuris perjungia arba stiprina signalus elektroniniuose įrenginiuose. MOSFET yra lauko efekto tranzistoriaus metalo-oksido-puslaidininkio akronimas. Pavadinimas gali būti įvairiai parašytas kaip MOSFET, MOS FET arba MOS-FET; terminas MOSFET tranzistorius dažniausiai vartojamas, nepaisant jo pertekliškumo. MOSFET tranzistoriaus paskirtis yra paveikti elektros krūvių srautą per įrenginį, naudojant nedidelius elektros kiekius, kad paveiktų daug didesnių kiekių srautą. MOSFET yra dažniausiai naudojami tranzistoriai šiuolaikinėje elektronikoje.

MOSFET tranzistorius yra visur šiuolaikiniame gyvenime, nes tai yra tranzistoriaus tipas, dažniausiai naudojamas integrinėse grandinėse, beveik visų šiuolaikinių kompiuterių ir elektroninių prietaisų pagrindas. MOSFET tranzistorius puikiai tinka šiam vaidmeniui dėl mažo energijos suvartojimo ir išsklaidymo, mažos šilumos nuostolių ir mažų masinės gamybos sąnaudų. Šiuolaikinėje integrinėje grandinėje gali būti milijardai MOSFET. MOSFET tranzistoriai yra įvairiuose įrenginiuose – nuo ​​mobiliųjų telefonų ir skaitmeninių laikrodžių iki didžiulių superkompiuterių, naudojamų sudėtingiems moksliniams skaičiavimams tokiose srityse kaip klimatologija, astronomija ir dalelių fizika.

MOSFET turi keturis puslaidininkinius gnybtus, vadinamus šaltiniu, užtvaru, nutekėjimu ir korpusu. Šaltinis ir nutekėjimas yra tranzistoriaus korpuse, o vartai yra virš šių trijų gnybtų, išdėstytų tarp šaltinio ir kanalizacijos. Vartai nuo kitų gnybtų atskirti plonu izoliacijos sluoksniu.

MOSFET gali būti sukurtas naudoti neigiamo krūvio elektronus arba teigiamai įkrautus elektronų skyles kaip elektros krūvio nešiklius. Šaltinio, užtvaro ir išleidimo gnybtai suprojektuoti taip, kad juose būtų elektronų arba elektronų skylių perteklius, todėl kiekvienas iš jų turi neigiamą arba teigiamą poliškumą. Šaltinis ir nutekėjimas visada yra vienodo poliškumo, o vartai visada yra priešingi šaltinio ir nutekėjimo poliškumui.

Padidėjus įtampai tarp korpuso ir vartų ir vartams gavus elektros krūvį, iš vartų srities atstumiami to paties krūvio elektros krūvininkai, sukuriant vadinamąją išsekimo sritį. Jei ši sritis taps pakankamai didelė, izoliacinio ir puslaidininkio sluoksnių sąsajoje bus sukurtas vadinamasis inversinis sluoksnis, sudarydamas kanalą, kuriame gali lengvai tekėti priešingo užtvaro poliškumo krūvininkai. Tai leidžia dideliems elektros energijos kiekiams tekėti iš šaltinio į kanalizaciją. Kaip ir visi lauko tranzistoriai, kiekvienas atskiras MOSFET tranzistorius naudoja tik teigiamus arba neigiamus krūvininkų nešiklius.

MOSFET tranzistoriai daugiausia gaminami iš silicio arba silicio-germanio lydinio. Puslaidininkių gnybtų savybes galima pakeisti pridedant nedidelių medžiagų, tokių kaip boras, fosforas ar arsenas, priemaišų. Šis procesas vadinamas dopingu. Vartai paprastai yra pagaminti iš polikristalinio silicio, nors kai kuriuose MOSFET vartai yra pagaminti iš polisilicio, legiruoto su metalais, tokiais kaip titanas, volframas ar nikelis. Itin mažuose tranzistoriuose naudojami vartai, pagaminti iš metalų, tokių kaip volframas, tantalas ar titano nitridas. Izoliacinis sluoksnis dažniausiai gaminamas iš silicio dioksido (SO2), tačiau naudojami ir kiti oksidų junginiai.