PENGERTIAN MOSFET

Transistor Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor atau biasa disebut MOSFET adalah sejenis transistor yang digunakan sebagai penguat, tapi paling sering transistor jenis ini difungsikan sebagai saklar elektronik.

Ada dua jenis MOSFET menurut jenis bahan semikonduktor pembuatnya, yaitu tipe N (nMOS) dan tipe P (pMOS).
Bahan semikonduktor yang digunakan untuk membuat MOSFET adalah silikon, namun beberapa produsen IC, terutama IBM, mulai menggunakan campuran silikon dan germanium (SiGe) sebagai kanal MOSFET.
Sayangnya, banyak semikonduktor dengan karakteristik listrik yang lebih baik daripada silikon, seperti galium arsenid (GaAs), tidak membentuk antarmuka semikonduktor-ke-isolator yang baik sehingga tidak cocok untuk MOSFET. Hingga kini terus diadakan penelitian untuk membuat isolator yang dapat diterima dengan baik untuk bahan semikonduktor lainnya.

JENIS-JENIS MOSFET

Dual-gerbang MOSFET

MOSFET dual-gate memiliki tetrode konfigurasi, dimana kedua gerbang mengontrol arus dalam perangkat. Hal ini umumnya digunakan untuk sinyal kecil perangkat dalam aplikasi frekuensi radio di mana biasing gerbang saluran-sisi pada potensi konstan mengurangi hilangnya keuntungan yang disebabkan oleh efek Miller , menggantikan dua transistor terpisah di cascode konfigurasi. Penggunaan umum lainnya di crcuits RF termasuk kontrol gain dan pencampuran (konversi frekuensi).

FinFET

Sebuah FinFET MOSFET double-gate silikon-on-insulator perangkat, salah satu dari sejumlah geometri yang diperkenalkan untuk mengurangi dampak dari saluran pendek dan mengurangi pembuangan yang disebabkan penurunan penghalang. The "sirip" mengacu pada saluran sempit antara sumber dan tiriskan. Sebuah isolasi tipis oksida lapisan di kedua sisi sirip memisahkannya dari pintu gerbang. FinFETs SOI dengan oksida tebal di atas sirip yang disebut double-gate dan mereka dengan oksida tipis di atas serta di sisi disebut triple-gerbang FinFETs.

NMOS logika

n-channel MOSFET lebih kecil dari p-channel MOSFET dan memproduksi hanya satu jenis MOSFET pada substrat silikon lebih murah dan secara teknis sederhana. Ini adalah prinsip-prinsip mengemudi dalam desain logika NMOSyang menggunakan saluran-n MOSFETs eksklusif. Namun, tidak seperti logika CMOS, logika NMOS mengkonsumsi daya meskipun tidak ada perpindahan berlangsung. Dengan kemajuan teknologi, CMOS logika logika NMOS pengungsi pada pertengahan 1980 menjadi proses yang lebih disukai untuk chip digital.

Power MOSFET

Lintas bagian dari Power MOSFET, dengan sel persegi. Sebuah transistor khas didasari atas beberapa ribu sel.

MOSFET daya memiliki struktur yang berbeda dari satu yang disajikan di atas.Seperti kebanyakan perangkat kekuasaan, struktur yang vertikal dan tidak planar. Menggunakan struktur vertikal, sangat mungkin untuk transistor untuk mempertahankan kedua memblokir tegangan tinggi dan arus tinggi. Rating tegangan dari transistor adalah fungsi doping dan ketebalan dari N- epitaxial lapisan (lihat lintas bagian), sedangkan nilai sekarang adalah fungsi dari lebar saluran (lebih lebar saluran, semakin tinggi saat ini). Dalam struktur planar, rating arus dan tegangan breakdown keduanya fungsi dari dimensi saluran (masing-masing lebar dan panjang saluran), sehingga tidak efisien dalam menggunakan "silicon estate". Dengan struktur vertikal, area komponen secara kasar sebanding dengan saat ini dapat mempertahankan, dan ketebalan komponen (sebenarnya ketebalan lapisan N-epitaxial) sebanding dengan tegangan tembus.
Daya MOSFET dengan struktur lateral terutama digunakan dalam high-end audio amplifier dan tinggi daya sistem PA. Keuntungan mereka adalah perilaku yang lebih baik di wilayah jenuh (sesuai dengan daerah linier dari transistor bipolar) dari MOSFET vertikal. MOSFET vertikal didesain untuk aplikasi switching.

DMOS

DMOS singkatan ganda menyebar logam-semikonduktor oksida. MOSFET daya Kebanyakan dibuat menggunakan teknologi in

RHBD MOSFET

Sirkuit semikonduktor elektronik sub-mikrometer dan nanometer adalah perhatian utama untuk beroperasi di dalam toleransi normal dalam keras radiasi lingkungan seperti luar angkasa . Salah satu pendekatan desain untuk membuatradiasi-mengeras-by-desain (RHBD) perangkat adalah Terlampir-Layout-Transistor (ELT). Biasanya, pintu gerbang MOSFET mengelilingi saluran, yang ditempatkan di pusat dari ELT. Sumber dari MOSFET mengelilingi gerbang. Lain MOSFET RHBD disebut H-Gate. Kedua transistor memiliki kebocoran arus sangat rendah terhadap radiasi. Namun, mereka besar dalam ukuran dan mengambil lebih banyak ruang pada silikon dari MOSFET standar.
Teknologi yang lebih baru muncul untuk perangkat yang lebih kecil untuk menghemat biaya, daya rendah dan kecepatan operasi meningkat. MOSFET standar pun menjadi sangat sensitif terhadap radiasi untuk teknologi baru. Karya penelitian Banyak yang lebih harus diselesaikan sebelum elektronik ruang aman dapat menggunakan sirkuit MOSFET RHBD nanoteknologi.
Ketika radiasi menyerang dekat wilayah oksida silikon (IMS) dari MOSFET, inversi saluran terjadi di sudut-sudut MOSFET standar karena akumulasi biaya radiasi terjebak diinduksi. Jika biaya cukup besar, biaya akumulasi mempengaruhi tepi permukaan IMS sepanjang saluran dekat antarmuka saluran (gerbang) dari MOSFET standar. Jadi inversi saluran perangkat terjadi sepanjang tepi saluran dan perangkat ini akan membuat off-negara jalur kebocoran, menyebabkan perangkat menyala. Sehingga keandalan sirkuit degradasi parah. ELT menawarkan banyak keuntungan. Keuntungan ini termasuk peningkatan keandalan dengan mengurangi inversi permukaan yang tidak diinginkan di tepi gerbang yang terjadi pada MOSFET standar. Sejak tepi gerbang diapit oleh ELT, tidak ada tepi gerbang oksida (IMS di pintu gerbang antarmuka), dan dengan demikian transistor off-negara kebocoran berkurang sangat banyak.
Low-power sirkuit mikroelektronik termasuk komputer, perangkat komunikasi dan sistem monitoring di pesawat ruang angkasa dan satelit sangat berbeda dari apa yang kita gunakan di bumi. Mereka adalah radiasi (kecepatan tinggi partikel atom seperti proton dan neutron , surya suar disipasi energi magnet dalam ruang bumi, energik sinar kosmikseperti sinar-X , sinar gamma dll) sirkuit toleran. Elektronik ini khusus dirancang dengan menerapkan teknik yang sangat berbeda dengan menggunakan MOSFET RHBD untuk memastikan perjalanan ruang yang aman dan juga ruang-berjalan dari astronot.

MOSFET saklar analog

MOSFET switch analog menggunakan saluran MOSFET sebagai saklar rendah-on-perlawanan untuk melewatkan sinyal analog ketika pada, dan sebagai impedansi tinggi bila kamera dimatikan. Sinyal mengalir dalam dua arah di saklar MOSFET. Pada aplikasi ini, drain dan sumber dari tempat MOSFET tukar tergantung pada tegangan relatif dari sumber / saluran elektroda. Sumber itu adalah sisi yang lebih negatif untuk N-MOS atau sisi yang lebih positif untuk P-MOS. Semua switch ini terbatas pada apa sinyal mereka bisa lulus atau mampir gerbang-sumber mereka, tiriskan gerbang-dan sumber-drain tegangan; melebihi batas tegangan, arus, atau kekuasaan berpotensi akan merusak saklar.

Single-jenis saklar MOSFET

Ini saklar analog menggunakan MOSFET empat terminal sederhana baik P atau tipe N. Dalam kasus saklar tipe-n, tubuh terhubung ke catu paling negatif (biasanya GND) dan gerbang yang digunakan sebagai kontrol saklar. Setiap kali tegangan gerbang melebihi sumber tegangan oleh setidaknya ambang tegangan, MOSFET melakukan. Semakin tinggi tegangan, semakin MOSFET dapat melakukan. Saklar N-MOS melewati semua tegangan kurang dari V _{gerbang-V tn.} Ketika saklar sedang melakukan, biasanya beroperasi dalam modus (atau ohmik) linier operasi, karena tegangan sumber dan tiriskan biasanya akan hampir sama.
Dalam kasus P-MOS, tubuh terhubung ke tegangan yang paling positif, dan gerbang dibawa ke potensi yang lebih rendah untuk menyalakan saklar di. P-MOS beralih melewati semua tegangan lebih tinggi dari V _{gerbang-V tp} (ambang tegangan V _tp negatif dalam kasus enhancent-mode P-MOS).
Sebuah switch P-MOS akan memiliki sekitar tiga kali perlawanan dari perangkat N-MOS dimensi sama karena elektron memiliki sekitar tiga kali mobilitas lubang di silicon.

Dual-jenis (CMOS) saklar MOSFET

Jenis "pelengkap" atau CMOS switch menggunakan satu P-MOS dan satu N-MOS FET untuk melawan keterbatasan saklar tunggal-jenis. FETs telah mereka saluran air dan sumber terhubung secara paralel, tubuh P-MOS terhubung ke potensial tinggi (V _DD) dan tubuh dari N-MOS terhubung ke potensial rendah (Gnd). Untuk mengaktifkan saklar di, gerbang dari P-MOS didorong ke potensial rendah dan gerbang dari N-MOS didorong dengan potensi tinggi. Pada tegangan antara V _{DD-V tn} dan Gnd-V _tp, baik FETs melakukan sinyal, untuk tegangan kurang dari Gnd-V _tp, N-MOS melakukan sendiri, dan untuk tegangan lebih besar dari V _{DD-V tn,} P- MOS melakukan sendirian.
Batas-batas tegangan untuk saklar ini adalah gerbang-sumber, gerbang-drain dan batas tegangan sumber-drain untuk kedua FET. Juga, P-MOS biasanya dua sampai tiga kali lebih lebar dari N-MOS, sehingga saklar akan seimbang untuk kecepatan dalam dua arah.
Tri-state sirkuit kadang-kadang menggabungkan saklar MOSFET CMOS pada output untuk menyediakan output yang rendah-ohmik, penuh jangkauan saat, dan tinggi ohmik, tingkat menengah sinyal ketika off.