ماسفت
From Wikipedia, the free encyclopedia
ترانزیستور اثرِ میدانیِ نیمرسانا اکسید-فلز (به انگلیسی: metal–oxide semiconductor field effect transistor) یا ماسفِت (اختصاری MOSFET) معروفترین ترانزیستور اثر میدان در مدارهای الکترونیک آنالوگ و دیجیتال است. اصطلاح «اکسید-فلز» را نباید به اشتباه «اکسیدِ فلز» خواند. دلیل این نامگذاری این است که در ساختمان این ترانزیستور، یک لایهٔ اکسیدِ سیلیسیوم (SiO2) در زیر اتصال فلزیِ پایهٔ گِیت قرار گرفتهاست (شکل روبرو را ببینید).
این گونه از ترانزیستور اثر میدان نخستین بار در سال ۱۹۲۶میلادی معرفی شد. در آن هنگام، ساخت و بهکارگیری این ترانزیستورها، به سبب نبود علم و ابزار و امکان، با دشواری همراه بود و از همین روی، برای پنج دهه فراموش شدند و از میدانِ پیشرفتهای الکترونیک بر کنار ماندند. در آغازِ دههٔ ۷۰، بارِ دیگر نگاهها به ماسفتها افتاد و برای ساختنِ مدارهای مجتمع به کار گرفته شدند.
در مدارهای الکترونیکی، ترانزیستور اثر میدان (FET) را با سهپایه به نامهای گِیت (Gate)، دِرِین (Drain)، و سورس (Source) در نظر میگیرند. در این ترانزیستور، گیت (پایهٔ کنترلی)، جریانی نمیکشد، و چنانکه از نام ترانزیستور پیداست، تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان الکتریکی درون نیمرسانا، جریان عبوری از FET کنترل میشود. از همین روی، وقتی گیت به عنوان ورودی این ترانزیستور در نظر گرفته میشود، هیچ اثر بارگذاری بر روی طبقات قبلی خود در مدار نمیگذارد و ترانزیستور در این حالت امپدانس ورودی بسیار بالایی دارد. عمده تفاوت ماسفت با ترانزیستور JFET در این است که گیت ترانزیستورهای ماسفت توسط لایهای از اکسید سیلیسیم (SiO2) از کانال مجزا شدهاست. به این دلیل به ماسفتها، فِت با گیت مجزا (به انگلیسی: IGFET, Insulated Gate FET) نیز گفته میشود.[1]
مدارهای مجتمع بر پایهٔ فناوری ماسفت را میتوان بسیار ریزتر و سادهتر از مدارهای مجتمع بر پایهٔ ترانزیستورهای دوقطبی ساخت، بی آن که (حتی در مدارها و تابعهای پیچیده و مقیاسهای بزرگ) نیازی به مقاومت، دیود یا دیگر قطعههای الکترونیکی داشته باشند.[2] همین ویژگی، تولیدِ انبوهِ آنها را آسان میکند، چندان که هماکنون بیش از ۸۵ درصدِ مدارهای مجتمع، بر پایهٔ فناوریِ MOS طراحی و ساخته میشوند.
ترانزیستورهای MOS، بسته به کانالی که در آنها شکل میگیرد، کانال N یا کانال P نامیده میشوند. در آغازِ کار، کانال P ترانزیستورِ پرکاربردتر در فناوری MOS بود. اما از آن جا که ساختنِ کانال N آسانتر است و مساحتِ کمتری هم میگیرد، از کانال P پیشی گرفت. بر خلافِ ترانزیستورهای دوقطبی، در ترانزیستورهای ماسفت، جریان، نتیجهٔ شارشِ تنها یک حامل (الکترون یا حفره) در میانِ پیوندها است و از این رو، این ترانزیستورها را تکقطبی هم مینامند.