Osnovi elektronike
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
9. MOS tranzistor (MOSFET)<br />
Pored bipolarnog tranzistora, u savremenoj elektronici se koristi još jedan tip tranzistora,<br />
poznat kao MOSFET tranzistor. Skraćenica MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect<br />
Transistor) ukratko opisuje strukturu i princip rada ovog tipa tranzistora. Za razliku od<br />
bipolarnog tranzistora, kontrolna elektroda je kod MOS tranzistora izolovana, a kontrola struje se<br />
vrši električnim poljem. Kao posledica ove činjenice, struja se sastoji samo od jednog tipa<br />
nosilaca (elektrona kod NMOS tranzistora ili šupljina kod PMOS tranzistora), tako da se ovaj tip<br />
tranzistora često naziva i unipolarni tranzistor.<br />
Princip rada MOS tranzistora opisan je još 1930. godine, znatno pre pojave bipolarnih<br />
tranzistora, ali je zbog teškoća u realizaciji prvi MOS tranzistor eksperimentalno realizovan tek<br />
sredinom sedme decenije dvadesetog veka. Tek krajem sedamdesetih godina 20. veka, MOS<br />
tranzistori ulaze u širu upotrebu. Zbog svojih osnovnih osobina da imaju jednostavnu strukturu i<br />
male dimenzije, MOS tranzistori su postali dominantni u realizaciji digitalnih logičkih funkcija i<br />
memorija, ali se sve više koriste i u realizaciji analognih elektronskih kola<br />
9.1 Struktura i simboli MOS tranzistora<br />
Uprošćena struktura NMOS tranzistora je prikazana na slici 9.1, gde je na levoj strani<br />
prkazan poprečni presek kroz NMOS tranzistor, a na desnoj strani pogled odozgo na isti<br />
tranzistor. Kao što se vidi, NMOS tranzistor se realizuje na podlozi (supstratu) p tipa, u kojoj su<br />
postupkom difuzije napravljena dva jako dopirana n + regiona, koji se nazivaju sors (source) i<br />
drejn (drain). Površina između sorsa i drejna je prekrivena tankim slojem (20-100 nm) silicijum<br />
dioksida (S i O 2 ), preko koga je nanesen sloj metala, koji čini treću, kontrolnu elektrodu, koja se<br />
naziva gejt (gate). Da bi se ostvarila veza sa ostatkom električnog kola, područja sorsa i drejna,<br />
kao i podloga, imaju metalne kontakte. Dakle, MOS tranzistor ima četiri elektrode. Međutim, za<br />
osnovna objašnjenja rada MOS tranzistora uticaj podloge je mali, tako da ćemo u daljim<br />
izlaganjima MOS tranzistor tretirati kao poluprovodnički element sa tri elektrode. Interesantno<br />
je, za razliku od bipolarnog tranzistora, da je struktura MOS tranzistora potpuno simetrična.<br />
Sors (S)<br />
Gejt (G)<br />
Metal<br />
Drejn (D)<br />
Sors (S)<br />
Gejt (G)<br />
Drejn (D)<br />
n + n +<br />
L<br />
W<br />
Oksid<br />
Podloga p-tipa<br />
Podloga (B)<br />
L<br />
Slika 9.1: Struktura NMOS tranzistora.<br />
Dimenzije MOS tranzistora su veoma male. Tipične vrednosti rastojanja sorsa i drejna, L,<br />
su od 1 do 10 μm, dok su tipične vrednosti širine istog područja, W, od 2 do 500 μm. U<br />
savremenim integrisanim kolima velike složenosti, kao što su mikroprocesori i memorije,<br />
74