MOSFET: berrikuspenen arteko aldeak
Ezabatutako edukia Gehitutako edukia
No edit summary |
t Robota: Aldaketa kosmetikoak |
||
1. lerroa:
'''Metal oxido erdieroalezko eremu-efektuko transistorea''' —{{lang-en|Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor, '''MOSFET'''}}— seinale elektronikoak kommutatzeko edo anplifikatzeko erabiltzen den [[transistore]] mota bat da. Gaur egun, industria mikroelektronikoan gehien erabiltzen den transistorea da, zirkuitu analogikoetan nahiz digitaletan. Hori dela eta, mikroprozesadore komertzialen gehiengoa MOSFET transistoreetan dago oinarritua.
MOSFETak honako lau terminal ditu: iturria (S), drainatzailea (D), atea (G) eta oinarria (B). Dena den, oinarria iturriaren terminalera konektatua egon daiteke. Hori dela eta, hiru terminal dituzten MOSFETak ere aurki daitezke.
MOSFET izenean metala aipatzen da, baina 1970ean metala silizio polikristalinoarekin ordezkatu zen, honek auto-lerrokatutako ateak sortzeko ahalmen handiagoa duelako. Baina ate hauek berriro metalezkoak egiten hasi dira, metalarekin lan egiteko azkartasuna irabazten delako. Ateetan isolatzaile modura erabiltzen den oxidoa ere beste material batzuekin ordezkatu da, [[tentsio (elektrizitatea)|tentsio]] txikietan lan egitean lotura sendoagoak lortzeko intentzioarekin.
== Historia ==
9. lerroa:
1925ean, Julius Edgar Lilienfeld fisikari austro-hungarriarrak “korronte elektrikoak kontrolatzeko gailu eta metodo baten” patentea eskatu zuen, eta hau kontsideratzen da eremu-efektuko transistoreen lehen aurrekaria.
1948an, [[Walter Houser Brattain]] eta [[John Bardeen]] zientzialari amerikarrek kontaktuzko lehen transistorea patentatu zuten<ref> Vardalas, John. Twists and Turns in the Development of the Transistor. Today's Engineer.
[[Fitxategi:MOSFET Structure.png|thumb|Irudi honetan MOSFETaren egitura ageri da: iturria (S), drainatzailea (D), atea (G), oinarria (B) eta atea eta gorputza bereizten duen isolatzailea (zuriz). ]]
33. lerroa:
== Funtzionamendua ==
Bi motatako MOSFET transistoreak aurki daitezke, biak MOS egituran oinarrituak. Lehenak aberaste MOSFETak deitzen dira. Atean [[tentsio (elektrizitatea)|tentsioa]] aplikatzean, aberaste MOSFETak drainatzaile eta iturri artean sortzen den kanalean oinarritzen dira.. Aberaste terminoak, karga-garraiatzaileen kopurua handitzearen eraginez lortzen den [[eroankortasun elektriko]]aren hazkundeari egiten dio erreferentzia. Bigarrenek, pobretze MOSEFTak deituak, kanal eroale bat daukate pausagune-egoeran aurkitzen direnean. Atean tentsioa aplikatzean, kanal hori desagertzen da, zeinek karga-garraiatzaileen kopurua jaistea eragiten duen, eta beraz, eroankortasunaren jaitsiera<ref> Prof Barry Wayne Williams: Power Electronics: Devices, Drivers, Applications, and Passive Components <http://personal.strath.ac.uk/barry.williams/book.htm> Azken kontsulta: 16/6/15</ref>.
=== MOS egitura ===
MOS egitura batean potentzial bat aplikatzean, erdieroalearen kargen berrantolaketa gertatzen da. Ate eta drainatzaile artean ''V''<sub>GB</sub> tentsio positibo bat aplikatzean, agortze-eremu bat sortzen da erdieroale eta atearen artean. Modu honetan, karga-garraiatzaileen eremu aske bat sortuko da. Lehen aipaturiko tentsio hori (''V''<sub>GB</sub>) handiegia bada, inbertsio-eremu bat sortuko da, karga-garraiatzaile negatiboz osatua.
=== MOSFET egitura eta kanal-sorkuntza ===
Drainatzaile eta atearen artean dagoen [[kondentsadore elektriko|kondentsadore]] batean kargak metatzean datza MOSFETaren funtzionamendua. Atea gainerako elementu guztietatik isolatuta dago, material dielektrikoz.
MOSFETa n kanalekoa bada, iturri eta drainatzaileko eremuko dopatuak n+ motakoak dira, eta
MOSFET baten funtzionamendua hiru operazio-eremu ezberdinetan banandu daiteke, honen terminalen artean dagoen tentsioaren arabera:
==== Ebaketa ====
Eremu hau ''V''<sub>GS</sub> < ''V''<sub>th</sub> ematen den kasuetan agertzen da, non ''V''<sub>th</sub> transistorearen atari-tentsioa den. Transistorearen ereduari erreparatuz gero, esango genuke gailua itzalita dagoela. Izan ere, ez dago korronte-jariorik iturri eta drainatzaile artean. Hala ere, beti egongo da korronte-kantitate bat, energia termikoaren ondorioz, ihes-korrontea deitua:
:<math> I_D \approx I_{D0}e^{\begin{matrix}\frac{V_{GS}-V_{th}}{nV_{T}} \end{matrix}} </math>[[Fitxategi:MOSFET-Cutoff.svg|thumb|erdian|MOSFETa ebaketa-egoeran ]]
==== Lineala ====
Kasu hau ''V''<sub>GS</sub> > ''V''<sub>th</sub> eta ''V''<sub>DS</sub> < ( ''V''<sub>GS</sub> – ''V''<sub>th</sub> ) baldintzak betetzen direnean ematen da. Ateko tentsioa atalase-tentsioa baino handiagoa denez, iturri eta drainatzaile artean agortze-eremu bat sortzen da. Ateko tentsioa handituz gero, karga-garraiatzaileak agertuko dira, eroate-kanal bat sortuz. Modu honetan, transistorea ateko tentsioz kontrolaturiko erresistentzia bilakatzen dela esan daiteke. Korrontearen balioa ekuazio honek ematen du:
:<math>I_D= \mu_n C_{ox}\frac{W}{L} \left( (V_{GS}-V_{th})V_{DS}-\frac{V_{DS}^2}{2} \right)</math>[[Fitxategi:MOSFET-Linear.svg|thumb|erdian|MOSFETa eremu linealean]]
==== Asetasuna ====
Kasu hau honako baldintzekin ematen da:
63. lerroa:
''V''<sub>GS</sub> > ''V''<sub>th</sub> y ''V''<sub>DS</sub> > ( ''V''<sub>GS</sub> – ''V''<sub>th</sub> )
Drainatzaileko tentsioak muga jakin bat gainditzean, ate azpiko eroate-kanala estutu egiten da drainatzailetik gertu, desagerrarazi arte. Momentu honetan, iturri eta drainatzaile arteko korronte-jarioa kontrolatzeko aukera dago, bi terminalen arteko
:<math>I_D = \frac{\mu_n C_{ox}}{2}\frac{W}{L}(V_{GS}-V_{th})^2 \left(1+\lambda (V_{DS}-V_{DSsat})\right)</math>[[Fitxategi:MOSFET-Saturation.svg|thumb|erdian|MOSFETa asetasun-eremuan]]
| |||