MOS (fém-oxid-félvezető) - a térhatású tranzisztorok egyik fajtája , amelyben a vezérlőelektródát (kaput) egy dielektromos réteg választja el a csatornától, a legegyszerűbb esetben szilícium-dioxid . A MOS tranzisztorok jobbak voltak a többi aktív félvezető eszköznél a logikai LSI -k és VLSI-k létrehozásához, és a digitális technológia korai fejlődését a MOS tranzisztoros mikroáramkörök vezérelték. A bipoláris tranzisztortól eltérően, amelynek kimeneti áramát a bemeneti áram vezérli, a MOSFET, más FET-ekhez hasonlóan, feszültségvezérelt, hasonlóan az elektrovákuum-triódához. A töltéshordozók típusától függően a MOSFET-ek lehetnek n-csatornásak vagy p-csatornásak, az első elektronokat, a második lyukat használ.
A logikai MOS elem olyan tranzisztorok sorozata, amelyek sorosan (az „ÉS-NEM” funkció eléréséhez) vagy párhuzamosan (az „OR-NOT” funkció eléréséhez) kapcsolódnak egymáshoz. Ugyanaz a tranzisztor, csak folyamatosan bekapcsolva, a logikai elem terhelési ellenállásaként szolgál. Ennek a tranzisztornak a nyitott csatorna ellenállásának növelése csökkenti az energiafogyasztást, de ugyanakkor a logikai elem sebességét is. Ezt a paramétert a geometriai méretek, például a csatorna szélességének megváltoztatásával szabályozhatja.
A MOS tranzisztorok a topológia egyszerűsítése miatt 6-9-szer kisebb területet foglalnak el egy mikroáramköri chipen, mint a TTL -ben használt tranzisztorok, így a legegyszerűbb típusú, indukált csatornás tranzisztorokhoz mindössze egy adalékolás és egy fémezési művelet szükséges. Az angol irodalomban ezt a típust "dúsított csatornának" nevezik . Ez lehetővé tette a magas fokú integráció elérését és mikroprocesszorok létrehozását (egy chipben összeállított processzorok ). Az indukált csatornával rendelkező tranzisztorokon alapuló áramkörök azonban nagyon magas tápfeszültséget igényelnek (27 volt a tipikus p-MOS struktúrákhoz és 12 volt a tipikus n-MOS struktúrákhoz), és alacsony a sebességük, a p-MOS áramkörök kapcsolási késleltetése. legjobb esetben is tíz mikroszekundum egység volt, az nMOS esetében pedig több száz nanoszekundum. Lehetőség volt a sebesség növelésére a tápfeszültség egyidejű csökkentésével olyan tranzisztorok segítségével, amelyek beépített csatornával rendelkeznek, kimerülési módban. Az ilyen tranzisztorok még egy adalékolási műveletet igényelnek, de lehetővé teszik, hogy az n-MOS áramkörök egyetlen 5 voltos tápfeszültségről működjenek.
A teljesítmény további növekedése a fémkapuk elutasításával és a polikristályos szilíciumból készült kapukra való átállással járt. A sebesség további növelése érdekében a szilícium-oxidnál alacsonyabb dielektromos állandójú dielektrikumokat használtak a kapu leválasztására a csatornától, így a modern digitális VLSI térhatású tranzisztorai már illegálisan hívják a MOSFET-eket. Az egyik logikai elem energiafogyasztásának radikális csökkentése érdekében mindkét vezetőképességű tranzisztor használható n-típusú és p-típusú csatornával egyaránt. Az ilyen sémát CMOS-nak nevezik - "kiegészítő". Ellentétben az egyfajta vezetőképességen alapuló áramkörökkel, a CMOS áramkörök gyakorlatilag nem vesznek fel áramot statikus üzemmódban, mivel bennük a sorba kapcsolt tranzisztorok láncában legalább egy mindig zárva van, és csak a tranziens folyamat során van minden tranzisztor rövid ideig nyitva. . A CMOS struktúrák azonban nagyobb számú gyártási műveletet igényelnek, ami kezdetben korlátozta az integráció elérhető fokát (elég sokáig az n-MOS struktúrák voltak az élen ebben a paraméterben).
Vannak más típusú integrált térhatású tranzisztorok is. Különösen Schottky-gáttal - ez általában MeS (fém-félvezető). LISMOP (MOS Avalanche Charge Injection) "lebegő" kapuval, kimenet nélkül. Ebben a redőny egy elszigetelt sziget, amely molibdénből vagy poliszilíciumból áll. A töltet befecskendezésekor az információ tárolásra kerül. A törléshez ultraibolya besugárzást használnak. A flash-memória is hasonlóan van elrendezve , de ott vékonyabbak a redőnyök, hogy a töltést a hordozóba "húzzák". A blokkcímzés és a tranzisztorok törlés közbeni tönkremenetelének elkerülése érdekében ez a memória gyakran beépített programozó/törlő/vezérlő áramköröket tartalmaz. Az MNOS (metal-nitride-oxide-semiconductor) egy tranzisztor kettős kapuval és kettős szigetelővel a nitrid és oxid rétegből. A töltési folyamat során az áram áthalad az oxidon, de nem halad át a nitriden, ami lehetővé teszi az információk mentését. A tetején lévő második kapu lehetővé teszi az információk elektromos törlését egy ilyen tranzisztorban. A Flash-memória megjelenése előtt használták őket. Más típusú tranzisztorokat alacsony elterjedtségük miatt nem vesszük figyelembe.
| Logikai chipek | |
|---|---|