MOS (metal-oxid-semiconductor) - en af typerne felteffekttransistorer , hvor styreelektroden (gate) er adskilt fra kanalen af et lag af dielektrisk, i det enkleste tilfælde, siliciumdioxid . MOS-transistorer var bedre end andre aktive halvlederenheder til at skabe logiske LSI'er og VLSI'er, og de tidlige fremskridt inden for digital teknologi blev drevet af MOS-transistor-mikrokredsløb. I modsætning til den bipolære transistor, hvis udgangsstrøm styres af indgangsstrømmen, er MOSFET, ligesom andre FET'er, spændingsstyret, svarende til en elektrovakuum triode. Afhængigt af typen af ladningsbærere kan MOSFET'er være n-kanal eller p-kanal, den første bruger elektroner, den anden bruger huller.
Et logisk MOS-element er en række transistorer forbundet enten i serie (for at opnå "AND-NOT"-funktionen) eller parallelt (for at opnå "OR-NOT"-funktionen). Den samme transistor, kun konstant tændt, tjener som en belastningsmodstand for det logiske element. En stigning i den åbne kanalmodstand af denne transistor reducerer strømforbruget, men samtidig hastigheden af det logiske element. Du kan styre denne parameter ved at ændre de geometriske dimensioner, for eksempel kanalens bredde.
MOS-transistorer optager 6-9 gange mindre areal på en mikrokredsløbschip end transistorer brugt i TTL på grund af forenklingen af topologien, så den enkleste type transistor, med en induceret kanal, kræver kun én doping- og én metalliseringsoperation. I engelsk litteratur kaldes denne type "enriched channel" . Dette gjorde det muligt at opnå en høj grad af integration og skabe mikroprocessorer (processorer samlet i en enkelt chip ). Kredsløb baseret på transistorer med en induceret kanal kræver imidlertid en meget høj forsyningsspænding (27 volt for typiske p-MOS-strukturer og 12 volt for typiske n-MOS-strukturer), og har lav hastighed, koblingsforsinkelsen for p-MOS-kredsløb var ti, i bedste fald, enheder af mikrosekunder, og for nMOS, hundreder af nanosekunder. Det var muligt at øge hastigheden med et samtidig fald i forsyningsspændingen ved hjælp af transistorer med en indbygget kanal, der fungerede i udtømningstilstand. Sådanne transistorer kræver endnu en dopingoperation, men tillader n-MOS-kredsløb at fungere fra en enkelt 5 volt forsyning.
En yderligere stigning i ydeevnen var forbundet med afvisningen af metalporte og overgangen til porte lavet af polykrystallinsk silicium. For yderligere at øge hastigheden blev dielektrikum med en lavere dielektricitetskonstant end siliciumoxid brugt til at isolere porten fra kanalen, så felteffekttransistorerne i moderne digital VLSI er allerede ulovlige at kalde MOSFET'er. For radikalt at reducere strømforbruget i et logisk element, kan transistorer af begge typer ledningsevne, både med en n-type kanal og med en p-type kanal, anvendes. En sådan ordning kaldes CMOS - "komplementær". I modsætning til kredsløb baseret på en type ledningsevne forbruger CMOS-kredsløb praktisk talt ikke strøm i en statisk tilstand, da i dem i en kæde af serieforbundne transistorer er mindst en altid lukket, og kun under transientprocessen er alle transistorer kortvarigt åbne . CMOS-strukturer kræver dog et større antal fremstillingsoperationer, hvilket oprindeligt begrænsede den opnåelige grad af integration (i ret lang tid var n-MOS-strukturer førende i denne parameter).
Der er andre typer integrerede felteffekttransistorer. Især med en Schottky-barriere - dette er normalt MeS (Metal-semiconductor). LISMOP (MOS med Avalanche Charge Injection) med en "flydende" gate uden udgang. I den er lukkeren en isoleret ø, som består af molybdæn eller polysilicium. Når en ladning indsprøjtes, gemmes oplysningerne. Til sletning anvendes ultraviolet bestråling. Flash-hukommelse er på samme måde arrangeret , men der er skodderne tyndere for muligheden for at "trække" ladningen ind i underlaget. Til blokadressering og for at eliminere muligheden for at ødelægge transistorer under sletning, har denne hukommelse ofte indbygget programmering/sletning/kontrolkredsløb. MNOS (metal-nitrid-oxide-semiconductor) er en transistor med en dobbelt gate og en dobbelt isolator af nitrid- og oxidlagene. Under opladningsprocessen passerer strømmen gennem oxidet, men passerer ikke gennem nitridet, hvilket giver dig mulighed for at gemme information. Den anden port på toppen giver dig mulighed for elektrisk at slette information i en sådan transistor. De blev brugt før fremkomsten af Flash-hukommelse. Andre typer transistorer tages ikke i betragtning på grund af deres lave udbredelse.
| Logiske chips | |
|---|---|