با پیشرفت و توسعه جامعه، کاربرد لوله MOS در صنعت الکترونیک روز به روز گسترده تر می شود. به عنوان یک "کارشناس کاربید سیلیکون" که می تواند محصولات کاربید سیلیکون را توسعه دهد، Sark Microex SLKOR باید در این زمینه به علم بیایند.

MOS مخفف MOSFET است، نام کامل آن ترانزیستور اثر میدانی اکسید فلز است. این یک قطعه نیمه‌هادی است که از اثر میدان الکتریکی حلقه ورودی برای کنترل جریان حلقه خروجی استفاده می‌کند. ساختار، اصول، ویژگی‌ها، قوانین نماد و انواع بسته‌بندی لامپ‌های MOS تقریباً به شرح زیر است.

1. ساختار لوله MOS:

     ساختار لوله MOS به این صورت است که از لیتوگرافی نیمه هادی و فناوری انتشار برای ساختن دو ناحیه N+ با غلظت دوپینگ بالا بر روی یک بستر سیلیکونی نیمه هادی نوع P با غلظت دوپینگ پایین استفاده می کند و از آلومینیوم فلزی برای هدایت دو الکترود استفاده می کند. به عنوان زهکش استفاده می شود. قطب D و منبع S. سپس سطح نیمه هادی نوع P بین زهکش و منبع با یک فیلم عایق نازک دی اکسید سیلیکون (SiO2) پوشانده می شود و یک الکترود آلومینیومی روی این فیلم عایق به عنوان دروازه G نصب می شود. این یک ترانزیستور MOS بهبود دهنده کانال N (نوع NPN) است. دروازه و سایر الکترودهای آن عایق هستند.

همانند بالا، روی یک بستر سیلیکونی نیمه هادی نوع N با غلظت دوپینگ کم، دو ناحیه P+ با غلظت دوپینگ بالا با لیتوگرافی نیمه هادی و فرآیندهای انتشار ساخته می شوند و از همان فرآیند ساخت گیت که در بالا توضیح داده شد استفاده می شود. ساخته شده به یک لوله MOS افزایش دهنده کانال P (نوع PNP). (الف) و (ب) نشان داده شده در شکل 1-1 به ترتیب نمودار ساختار و نماد خط لوله MOS کانال P هستند.

2、MOS 管的工作原理：

از شکل 1-2-(a) می توان دید که دو اتصال PN پشت سر هم بین تخلیه D و منبع S ترانزیستور MOS حالت افزایش وجود دارد. هنگامی که ولتاژ گیت منبع VGS = 0، حتی اگر ولتاژ منبع تخلیه VDS اضافه شود، همیشه یک اتصال PN در حالت بایاس معکوس وجود دارد و هیچ کانال رسانایی بین منبع تخلیه وجود ندارد (هیچ جریانی جریان ندارد). بنابراین در این زمان drain Current ID=0. در این زمان، اگر ولتاژ رو به جلو بین گیت و منبع اعمال شود، همانطور که در شکل 1-2-(b) نشان داده شده است، یعنی VGS>0، یک دروازه در لایه عایق SiO2 بین گیت و بستر سیلیکونی میدان الکتریکی که به زیرلایه سیلیکونی نوع P اشاره می کند، زیرا لایه اکسید عایق است، ولتاژ VGS اعمال شده به دروازه نمی تواند جریان ایجاد کند و یک خازن در دو طرف لایه اکسید تشکیل می شود. VGS معادل شارژ این خازن و تشکیل یک است. میدان الکتریکی با افزایش تدریجی VGS توسط ولتاژ گیت مثبت جذب می شود و تعداد زیادی الکترون در طرف دیگر این خازن جمع شده و یک کانال رسانایی نوع N را تشکیل می دهد. از تخلیه به منبع وقتی VGS بزرگتر از لوله است وقتی ولتاژ روشن VT (معمولاً حدود 2 ولت) است، لوله کانال N شروع به هدایت می کند و شناسه جریان تخلیه را تشکیل می دهد. هنگامی که کانال شروع به تشکیل ولتاژ روشن می کند، ولتاژ منبع گیت را می نامیم که به طور کلی با VT نشان داده می شود. کنترل بزرگی ولتاژ گیت VGS قدرت میدان الکتریکی را تغییر می دهد، به طوری که هدف از کنترل اندازه شناسه جریان تخلیه قابل دستیابی است.

3. ویژگی های لوله MOS:

  از اصل کار لوله MOS فوق می توان دریافت که گیت G و منبع S لوله MOS عایق هستند. با توجه به وجود لایه عایق SiO2، ظرفیتی معادل بین گیت G و منبع S وجود دارد. ولتاژ VGS یک میدان الکتریکی ایجاد می کند که منجر به تولید جریان منبع- تخلیه می شود. ولتاژ گیت VGS در این زمان، مقدار جریان تخلیه را تعیین می کند و مقدار شناسه جریان تخلیه را می توان با کنترل مقدار ولتاژ گیت VGS کنترل کرد. این منجر به نتایج زیر می شود:

   1) لوله MOS دستگاهی است که با تغییر ولتاژ جریان را کنترل می کند، بنابراین یک دستگاه ولتاژ است.

   2) مشخصه ورودی خط لوله MOS خازنی است، بنابراین امپدانس ورودی بسیار بالا است.

4. قطبیت ولتاژ و قوانین نماد لوله MOS:

شکل 1-4-(الف) نماد ترانزیستور MOS کانال N است. در شکل، D زهکش، S منبع، G دروازه، و فلش در وسط نشان دهنده زیرلایه است. اگر فلش به سمت داخل باشد، به این معنی است که یک کانال N است. لوله MOS، فلش رو به بیرون نشان می دهد که یک لوله MOS کانال P است.

در واقع در فرآیند تولید لوله MOS، بستر قبل از خروج از کارخانه به منبع متصل می شود، بنابراین در قوانین نماد، فلش نشان دهنده بستر نیز باید به منبع متصل شود تا زهکشی از منبع تشخیص داده شود. . شکل 1-4-(c) نماد ترانزیستور MOS کانال P است. قطبیت ولتاژ اعمالی لوله MOS مانند ترانزیستور معمولی ما است، کانال N مشابه ترانزیستور NPN است، تخلیه D به الکترود مثبت متصل است، منبع S به الکترود منفی متصل است. و کانال رسانا زمانی برقرار می شود که گیت G ولتاژ مثبت باشد و کانال N وصل شود. همانطور که در شکل 1-4-(b) نشان داده شده است، لوله MOS شروع به کار می کند. همان ترانزیستور کانال P مشابه ترانزیستور PNP است، تخلیه D به الکترود منفی وصل می شود، منبع S به الکترود مثبت وصل می شود، و دروازه G بار منفی دارد، کانال رسانا برقرار می شود، و P همانطور که در شکل 1-4-(d) نشان داده شده است، ترانزیستور MOS کانال شروع به کار می کند.

نماد ترانزیستور MOS کانال N شکل 1-4-(a)

قطبیت ولتاژ ترانزیستور MOS کانال N و اتصال زیرلایه 1-4-(b)

    (ج)

(د)

نماد ترانزیستور MOS کانال P شکل 1-4-(c)

قطبیت ولتاژ ترانزیستور MOS کانال P و اتصال زیرلایه 1-4-(d)

5. بسته اصلی لوله MOS:

در حال حاضر پکیج های مرسوم پرطرفدار شامل TO-220، TO-3P، TO-247 تک لوله ای و ماژول های مختلف می باشد و بسته های ویژه با توجه به نیاز محصول خاص مشتریان قابل ارائه می باشد. طبق مدل ها و پکیج های رایج ساکو میکرو SLKOR، آنها را به صورت زیر مرتب می کنیم:

TO-3P

TO-220

TO-247

امروز-23

TO-252

SOT-227B