Metalo, oksido ir puslaidininkio lauko tranzistorius

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Metalo, oksido ir puslaidininkio lauko tranzistorius ((angl. metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOP, MOS arba MOSFET) - puslaidininkinis įtaisas, sudarytas iš metalo, oksido ir puslaidininkio, veikiantis elektrinio lauko reguliuojamo kanalo varžos kitimo principu. Kanalas nuo užtūros yra izoliuotas dielektriku (silicio dioksidu). Kanalai būna dviejų rūšių: pradiniai arba indukuoti. Tranzistorius buvo išrastas 1948 metais.

MOP lauko tranzistoriai turi tris valdymo elektrodus – G (Gate – užtūra), D (Drain – santaka), S (Source – ištaka). Ypatinga šio tranzistoriaus savybė yra, kad užtūros valdymo srovė – mikroamperinė, taip pat mažas galios kritimas ant paties elemento. Trūkumai: užtūra turi talpumą, tranzistorius bijo statinio krūvio.

Kaip ir visų tranzistorių, jų laidusis kanalas gali būti N ir P tipo. Pvz., MOP tranzistoriaus su N tipo laidžiuoju kanalu pagrindą sudaro P tipo puslaidininkis, kuris prie ištakos S (Source) ir santakos D (Drain) elektrodų yra gausiai legiruotas (padengtas) donorinėmis priemaišomis. Gaunamos dvi atskiros puslaidininkio N tipo sritys, kuriose gausu neigiamų krūvininkų, o tarp šių sričių ir pagrindo susidaro dvi pn sandūros.

MOP lauko tranzistoriuje su atidaromu n kanalu, puslaidininkyje yra ištirpinti donoriniai ir akceptoriniai atomai. Puslaidininkio sritis su donorinėmis priemaišomis - n sritis, o su akceptorinėmis priemaišomis - p sritis. Dvi n sritys prijungtos prie ištakos (S) ir santakos (D) elektrodų, o tarp n sričių lieka p sritis. Neutralioje būsenoje tarp n ir p sričių susidaro pn sandūra. Užtūros elektrodas prijungiamas prie galinčio poliarizuotis oksido (SiO2) sluoksnio, kuris skiria užtūros elektrodą nuo p srities. Prijungus įtampą tarp ištakos (S-) ir santakos (D+), srovė neteka, nes tarp ištakos ir santakos elektrodų ir jų n sričių yra nelaidi p sritis. Suteikus užtūrai (G+) teigiamą potencialą, silicio dioksido sluoksnis poliarizuojasi: šalia užtūros susikaupia neigiamas krūvis, o šalia p srities - teigiamas. Savo ruoštu teigiamas krūvis pritraukia nuo ištakos ir santakos n sričių neigiamus krūvininkus, ir taip šias dvi n sritis sujungia į vieną. Susidariusiu n laidžiuoju kanalu gali tekėti srovė, esant įtampai tarp ištakos ir santakos.