پاورپوینت الکترونیک دیجیتال اجزای مدارات دیجیتال ترانزیستور (pptx) 77 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 77 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
الکترونیک دیجیتال اجزای مدارات دیجیتال- ترانزیستور
مقدمه
ترانزیستورهای MOS بدلیل اینکه میتوان تعداد زیادی از آنها را در یک مدار مجتمع جاداد و همچنین بدلیل سهوات نسبی قرایند ساخت آنها بصورت گسترده ای در مدارات دیجیتال مورد استفاده هستند.
امروزه میتوان ده ها میلیارد ترانزیستور را در یک مدار مجتمع نمود.
ترانزیستور MOS
نواحی سورس و درین با ایجاد دو نیمه هادی نوع n با دوپینگ بالا از طریق فرایندهای نفوز و یا کاشت یونی در داخل یک نیمه هادی پایه p که بدنه نامیده میشود بوجود می آیند.
یک لایه نازک Sio2 ( تقریبا 50 آنگستروم) برروی ناحیه کشیده میشود که اکسید گیت نامیده میشود.
لایه ای از یک ماده رسانا نظیر پلی سیلیکون بر روی اکسید گیت کشیده میشود.
ترانزیستورهای MOS با استفاده از اکسید ضخیم SIO2 و دیودهای معکوس pn+ از همدیگر جدا میشوند.
Cross-Section of CMOS Technology
Threshold Voltage: Concept
مقدمه
در فصل قبل دیود که المانی دو ترمینالی بود را بررسی کردیم. در این فصل و فصل بعدی المانی سه ترمینالی که ترانزیستور نامیده میشود را بررسی خواهیم کرد.
ترانزیستور در مدارات زیادی از جمله تقویت کننده ها، مدارات دیجیتال و حافظه ها کاربرد دارد.
اصول کلی کارکرد ترانزیستور بر این پایه است که با اعمال ولتاژ به دو ترمینال جریان ترمینال سوم را کنترل میکنند.
دو نوع ترانزیستور مهم وجود دارد: MOSFET, BJT
MOSFET ازBJT کوچکتر بوده و ساخت آن ساده تر بوده و توان کمتری مصرف میکند. در ساخت بسیاری از مدارات مجتمع کاربرد دارد.
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
این ترانزیستور بر روی یک پایه از نوع p ساخته میشود. بر روی پایه دو ناحیه با نیمه هادی نوع n که دارای ناخالصی زیادی هستند ایجاد میشود. این نواحی سورس و درین نامیده میشوند که با یک اتصال فلزی دردسترس قرار میگیرند.
بین این دو ناحیه و در سطح پایه عایقی از جنس شیشه کشیده میشود. برروی این عایق یک لایه فلز قرار داده میشود که اتصالی با نام گیت بوجود می آورد.
ممکن است پایه نیز به یک اتصال فلزی وصل شود.
Figure 4.1 Physical structure of the enhancement-type NMOS transistor: (a) perspective view; (b) cross-section. Typically L = 0.1 to 3 mm, W = 0.2 to 100 mm, and the thickness of the oxide layer (tox) is in the range of 2 to 50 nm.
نحوه عملکرد
این ترانزیستور بصورت یک المان با سه ترمینال Source, Drain , Gate مورد استفاده قرارمیگیرد.
اگر ولتاژی به گیت وصل نشده باشد بین سورس و درین دو دیود وجود خواهند داشت: یکی بین n سورس و p پایه و دیگری بین p پایه و n درین.
چون این دو دیود پشت به پشت به هم وصل شده اند هیچ جریانی بین سورس و درین نمیتواند برقرارشود.
مقاومت بین سورس و درین خیلی زیاد خواهد بود.
در واقع یک ناحیه تخلیه بین دو قطعه p,n مجاور تشکیل میشود که از عبور جریان بین پایه و درین و همچنین پایه و سورس جلوگیری میکند.
ایجاد کانالی برای عبور جریان
اگر درین و سورس را به زمین وصل کرده و ولتاژ مثبتی به گیت وصل کنیم، ناقلهای مثبت زیر ناحیه گیت تحت تاثیر این ولتاژ از زیر گیت دور شده و به سمت substrate رانده میشوند.
این ولتاژ متقابلا الکترونهای منفی را از ناحیه های سورس و درین جذب مینماید. اگر در ناحیه زیر گیت الکترون کافی جمع شود یک ناحیه منفی بوجود می آید که دو ناحیه n مربوط به سورس و درین را به هم وصل میکند. در واقع کانالی برای عبور جریان الکترون از سورس به درین تشکیل میشود.
توجه شود که substrate که قبلا از نوع p بود در ناحیه زیر گیت به نوع n تبدیل میشود (inversion layer)
Figure 4.2 The enhancement-type NMOS transistor with a positive voltage applied to the gate. An n channel is induced at the top of the substrate beneath the gate.
