مع تقدم وتطور المجتمع، أصبح تطبيق أنبوب MOS في صناعة الإلكترونيات أكثر وأكثر اتساعًا. باعتباره "خبيرًا في كربيد السيليكون" الذي يمكنه تطوير منتجات كربيد السيليكون، فإن Sark Microex SLKOR فيجب أن يأتي العلم في هذا الصدد.

MOS هو اختصار MOSFET، واسمه الكامل هو ترانزستور تأثير المجال المعدني أكسيدي. وهو جهاز شبه موصل يستخدم تأثير المجال الكهربائي لدائرة الإدخال للتحكم في تيار دائرة الإخراج. وفيما يلي تقريبًا هيكل ومبدأ وخصائص وقواعد رموز وأنواع عبوات أنابيب MOS.

1. هيكل أنبوب MOS:

     يعتمد تركيب أنبوب MOS على تقنية الطباعة الحجرية شبه الموصلية والانتشار، لإنتاج منطقتين N+ بتركيز تشويب عالٍ على ركيزة سيليكون شبه موصل من النوع P بتركيز تشويب منخفض، واستخدام معدن الألومنيوم لإخراج قطبين كهربائيين، يُستخدمان كمصارف على التوالي. القطب D والمصدر S. بعد ذلك، يُغطى سطح شبه الموصل من النوع P بين المصرف والمصدر بغشاء عازل رقيق من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)، ويُثبت قطب كهربائي من الألومنيوم على هذا الغشاء كبوابة G. يُشكل هذا ترانزستور MOS مُحسَّن بقناة N (من النوع NPN). بوابته وأقطابه الكهربائية الأخرى معزولة.

بنفس الطريقة المذكورة أعلاه، على ركيزة سيليكون شبه موصل من النوع N بتركيز شوائب منخفض، تُصنع منطقتان P+ بتركيز شوائب مرتفع باستخدام عمليات الطباعة الحجرية والانتشار لأشباه الموصلات، وتُستخدم نفس عملية تصنيع البوابة الموضحة أعلاه. تُصنع هذه المناطق في أنبوب MOS مُحسَّن بقناة P (نوع PNP). (أ) و(ب) الموضحان في الشكل 1-1 هما مخطط هيكلي ورمز تمثيلي لخط أنابيب MOS بقناة P، على التوالي.

2. متطلبات MOS:

يمكن ملاحظة من الشكل 1-2-(أ) أن هناك وصلتين PN متتاليتين بين المصرف D والمصدر S لترانزستور MOS في وضع التحسين. عندما يكون جهد البوابة-المصدر VGS=0، حتى إذا تمت إضافة جهد المصرف-المصدر VDS، يوجد دائمًا وصلة PN في حالة التحيز العكسي، ولا توجد قناة موصلة بين المصرف-المصدر (لا يتدفق التيار)، لذلك في هذا الوقت يكون معرف تيار المصرف = 0. في هذا الوقت، إذا تم تطبيق جهد أمامي بين البوابة والمصدر، كما هو موضح في الشكل 1-2-(ب)، أي VGS>0، فسيتم إنشاء بوابة في الطبقة العازلة SiO2 بين البوابة والركيزة السيليكونية. يشير المجال الكهربائي إلى ركيزة السيليكون من النوع P، لأن طبقة الأكسيد عازلة، ولا يمكن للجهد VGS المطبق على البوابة تكوين تيار، ويتم تشكيل مكثف على جانبي طبقة الأكسيد. VGS يعادل شحن هذا المكثف وتشكيل المجال الكهربائي، مع زيادة VGS تدريجيًا، ينجذب إلى جهد البوابة الموجب، ويتجمع عدد كبير من الإلكترونات على الجانب الآخر من هذا المكثف ويشكل قناة توصيل من النوع N من المصرف إلى المصدر. عندما تكون VGS أكبر من جهد التشغيل VT للأنبوب (عادةً حوالي 2 فولت)، يبدأ أنبوب القناة N في التوصيل، مكونًا تيار المصرف ID. نطلق على جهد البوابة-المصدر عندما تبدأ القناة في تكوين جهد التشغيل، والذي يمثله عادةً VT. يؤدي التحكم في مقدار جهد البوابة VGS إلى تغيير قوة المجال الكهربائي، بحيث يمكن تحقيق الغرض من التحكم في حجم تيار المصرف ID.

3. خصائص أنبوب MOS:

  يتضح من مبدأ عمل أنبوب MOS المذكور أعلاه أن البوابة G والمصدر S لأنبوب MOS معزولان. بفضل وجود طبقة عازلة من SiO2، توجد سعة مكافئة بين البوابة G والمصدر S. يُولّد جهد VGS مجالًا كهربائيًا يؤدي إلى توليد تيار مصدر-صرف. يُحدد جهد البوابة VGS في هذه اللحظة مقدار تيار الصرف، ويمكن التحكم في مقدار تيار الصرف ID عن طريق التحكم في مقدار جهد البوابة VGS. يؤدي هذا إلى الاستنتاجات التالية:

   1) أنبوب MOS هو جهاز يتحكم في التيار عن طريق تغيير الجهد، لذا فهو جهاز جهد.

   2) إن خاصية الإدخال لخط أنابيب MOS هي سعوية، وبالتالي فإن معاوقة الإدخال عالية للغاية.

4. قطبية الجهد وقواعد الرموز لأنبوب MOS:

الشكل 1-4-(أ) هو رمز ترانزستور MOS ذو القناة N. في الشكل، D هو المصرف، S هو المصدر، G هي البوابة، والسهم في المنتصف يمثل الركيزة. إذا كان السهم للداخل، فهذا يعني أن الترانزستور من نوع N. أما أنبوب MOS، فيشير السهم للخارج إلى أنه من نوع P.

في الواقع، أثناء إنتاج أنبوب MOS، تُوصل الركيزة بالمصدر قبل مغادرته المصنع، لذا وفقًا لقواعد الرمز، يجب أيضًا توصيل السهم الذي يمثل الركيزة بالمصدر لتمييز المصرف عن المصدر. الشكل 1-4-(ج) هو رمز ترانزستور MOS ذو القناة P. قطبية الجهد المطبق على أنبوب MOS هي نفسها قطبية الترانزستور العادي، والقناة N تشبه ترانزستور NPN، والمصرف D متصل بالقطب الموجب، والمصدر S متصل بالقطب السالب، وتنشأ القناة الموصلة عندما يكون جهد البوابة G موجبًا، ويتم توصيل القناة N. يبدأ أنبوب MOS بالعمل، كما هو موضح في الشكل 1-4-(ب). يُشبه نفس ترانزستور القناة P ترانزستور PNP، حيث يتم توصيل المصرف D بالقطب السالب، ويتم توصيل المصدر S بالقطب الموجب، ويتم شحن البوابة G سلبًا، ويتم إنشاء القناة الموصلة، ويبدأ ترانزستور MOS للقناة P في العمل، كما هو موضح في الشكل 1-4-(د).

رمز ترانزستور MOS ذو القناة N الشكل 1-4-(أ)

قطبية جهد ترانزستور MOS ذو القناة N واتصال الركيزة 1-4-(ب)

    (ج)

(د)

رمز ترانزستور MOS ذو القناة P الشكل 1-4-(ج)

قطبية جهد ترانزستور MOS ذو القناة P واتصال الركيزة 1-4-(د)

5. الحزمة الرئيسية لأنبوب MOS:

حاليًا، تشمل العبوات التقليدية الشائعة TO-220 وTO-3P وTO-247 أحادية الأنبوب ووحدات متنوعة، ويمكن توفير عبوات خاصة وفقًا لمتطلبات المنتج الخاصة بالعملاء. وفقًا للطرازات والعبوات الشائعة لشركة Sako Micro. SLKOR، سوف نقوم بترتيبها على النحو التالي:

TO-3P

TO-220

TO-247

سوت 23

TO-252

SOT-227B