Que signifie PMOS ?
Le transistor PMOS (P-channel Metal-Oxide-Semiconductor) est un type de transistor à effet de champ (FET) couramment utilisé dans les circuits électroniques.
Symbole PMOS
Le symbole PMOS est un cercle avec une flèche pointant vers l'intérieur. Le cercle représente le substrat de type p et la flèche à l'intérieur indique la direction des porteurs majoritaires, qui sont des trous.
Les bornes sont désignées par « G » pour la grille, « D » pour le drain et « S » pour la source. Les bornes de drain et de source sont toutes deux des régions dopées de type p. La borne de grille est une électrode métallique séparée du substrat par une fine couche d'oxyde. L'application d'une tension à la grille crée un champ électrique dans la couche d'oxyde, contrôlant le flux de porteurs majoritaires entre le drain et la source.
Comment fonctionne un transistor PMOS ?
Un transistor PMOS fonctionne selon le même principe qu'un transistor NMOS, mais avec un profil de dopage différent.
Dans un transistor PMOS, le substrat est en silicium de type n, et les régions source et drain sont en silicium de type p. La grille est séparée du substrat par une couche d'oxyde (généralement du dioxyde de silicium) et est connectée à une alimentation en tension positive. Lorsqu'une tension négative est appliquée à la grille, une région d'appauvrissement se forme entre les régions source et drain de type p, ce qui empêche le passage du courant.
Cependant, lorsqu'une tension positive est appliquée à la grille, celle-ci attire les trous (les porteurs majoritaires dans le silicium de type p) vers l'interface entre les régions source et drain, créant ainsi un canal conducteur permettant au courant de circuler. La résistance du canal est proportionnelle à la tension grille-source (VGS), de sorte que lorsque VGS devient plus positive, la résistance du canal diminue, permettant à un courant plus important de circuler.
Lorsque la VGS dépasse une certaine tension de seuil (VTP), le canal devient complètement appauvri et le transistor entre dans la région de saturation, où le courant de drain est presque indépendant de la tension drain-source (VDS). Dans la région triode, où la VDS est faible, le transistor se comporte comme une résistance variable dont la résistance est proportionnelle à la VGS.
Les transistors PMOS sont couramment utilisés dans les circuits CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), où ils sont associés à des transistors NMOS pour former des portes logiques et d'autres circuits numériques.
PMOS vs NMOS
| PMOS | NMOS | |
|---|---|---|
| Symbol | Circle with an arrow pointing inward | Circle with an arrow pointing outward |
| Substrate | p-type | n-type |
| Majority carrier | Holes | Electrons |
| Gate voltage polarity | Negative | Positive |
| Electric field direction in oxide layer | Towards the substrate | Away from the substrate |
| Threshold voltage | Positive | Negative |
| Switching speed | Slow | Fast |
| Power consumption | Low in steady state | High in steady state |
| Applications | Low-power circuits | High-performance circuits |
