SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

12 FEKT Vysokého učení technického v Brněje ta, která elektrony „dodává“ a drain je oblast, která je naopak pohlcuje (odebírá). Napětípřivádíme na hradlo, drain a také na substrát, v obrázku pomocí „zadního kontaktu“ (backcontact). Tato napětí jsou vztažena k source elektrodě.Koncepčně podobná struktura byla nezávisle patentována v roce 1930 Lilienfeldem aHeilem, ale první praktická demonstrace této struktury proběhla až v roce 1960.Podmínkou pro proces zesilování elektrického signálu je výkonové zesílení (tatopodmínka vpodstatě říká, že zesilovat může prvek, který umí zesílit napětí nebo proud,případně obojí). Součástka, která umí zesilovat proud i napětí je samozřejmě velmi žádaná.MOSFET takovou součástkou je.Proudové zesílení MOS tranzistoru lze vysvětlit jednoduše tím, že MOS žádný vstupníproud jednoduše nepotřebuje (a ani žádný proud vstupní svorkou neteče). Struktura má tedyteoreticky nekonečné proudové dc zesílení. Proudové zesílení je nepřímo úměrné kmitočtusignálu a dosahuje jednotkového zesílení na tranzitní frekvenci.Napěťové zesílení MOS tranzistoru je způsobeno proudovou saturací v oblasti vyššíchhodnot drain-source napětí, takže malá změna proudu způsobí velkou změnu napětí.3.1 Struktura a princip MOS tranzistoruPůdorys MOSFETu je na Obr. 2, kde délka kanálu L je identická s šířkou kanálu W.Poznamenejme jen, že skutečná délka hradla L není shodná s požadovanou délkou hradla, alespíše se blíží vzdálenosti oblastí drain a source pod hradlem. Překryv mezi oblastí hradla adrain/source je důležitý pro zajištění vodivé cesty (kanálu) mezi drain-source. Obvykle jesnahou, aby tento překryv byl co možná nejmenší – z důvodu minimalizace parazitníchkapacit.Obr. 2 Pohled na NMOS strukturu – principNapětí připojené na hradlo řídí (kontroluje) tok elektronů z oblasti source do drain.Kladné napětí přitahuje elektrony pod hradlo a vytváří pod ním vodivý kanál jinak nazývanýtaké inverzní vrstva. K vytvoření či udržení kanálu není potřeba žádný vstupní (hradlový)proud. Vidíme, že napětí na hradle ovládá (řídí) proud mezi drain a source.