SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 113 MOS tranzistorPrincip MOSFET tranzistoru je založen na modulaci koncentrace náboje působenímMOS kapacity. Struktura zahrnuje dva terminály (source, drain), které jsou zapojeny dosamostatných oblastí s vysokou koncentrací dopantu. Tyto oblasti mohou být typu P nebo N,ale obě musí být stejného typu, závisí to na typu MOS tranzistoru. Oblasti s vysokoukoncentrací dopantu jsou v obrázcích značeny „+“. Oblasti drainu a source jsou od sebeodděleny oblastí polovodiče opačného typu označovanou jako „body“. Tato oblast nemávysokou koncentraci dopantu (není zde značka „+“). Aktivní oblast je tvořena MOSkapacitou na jejíž elektrodu je připojen třetí terminál tranzistoru nazývaný gate (hradlo).Tento terminál je přímo nad „body“ a je izolován od ostatních oblastí tenkou vrstvičkou oxidukřemíku.Pokud je MOS tranzistor typu N jsou oblasti drain a source typu N+ a oblast podhradlem je typu P. Pokud je připojeno na hradlo kladné napětí vytvoří se pod ním inverznívrstvička typu N nazývaná kanál. Kanál spojuje oblasti source-drain a umožňuje průchodnosičů elektrického náboje (elektrický proud) mezi těmito oblastmi. Pokud je připojeno nahradlo nízké napětí (menší než prahové) nebo záporné, kanál mizí a nosiče náboje nemohoumezi oblastmi source-drain procházet (tranzistor je uzavřen, elektrický proud neprochází).Pokud je MOS tranzistor typu P jsou oblasti drain a source typu P+ a oblast podhradlem je typu N. Pokud je připojeno na hradlo záporné napětí (V GS ) vytvoří se pod níminverzní vrstvička typu P nazývaná kanál. Kanál spojuje oblasti source-drain a umožňujeprůchod nosičů elektrického náboje (elektrický proud) mezi těmito oblastmi. Pokud jepřipojeno na hradlo vyšší napětí (vyšší než prahové) nebo kladné, kanál mizí a nosiče nábojenemohou mezi oblastmi source-drain procházet (tranzistor je uzavřen, elektrický proudneprochází).Název source je odvozen od toho, že slouží jako „zdroj“ (source) nosičů náboje(elektronů pro kanál typu N a děr pro kanál typu P), které procházejí kanálem. Podobně jenazván drain jako místo kde nosiče z kanálů mizí (odtékají).V DSV GSDRAINGATEGATESubstrát(bulk)V BSn-SOURCEHradlový oxidInverzní kanáln-DRAINDepletiční vrstvaSOURCEP – substrátObr. 1 Řez NMOS strukturou a schematická značkaJak je vidět na Obr. 1 oblast source a drain je identická. Konečnou identifikaci oblastisource a drain vpodstatě provedeme napětím připojeným mezi tyto dvě oblasti. Oblast source