NMOS transistörü nedir?
NMOS transistörü, negatif polariteyle çalışan bir tür alan etkili transistördür (FET).
NMOS Yapısı
Üç bölgeden oluşur: kaynak, drenaj ve geçit. Kaynak, akımın girdiği yerdir; drenaj ise çıktığı yerdir; geçit ise akım akışını kontrol eder. Geçide bir gerilim uygulandığında, kaynak ile drenaj arasındaki kanaldaki elektronların davranışını etkileyen bir elektrik alanı oluşur. Bu durum, transistörden geçen akım akışını ya artırabilir ya da azaltabilir.
NMOS nasıl çalışır?
NMOS, ince bir yalıtım tabakasıyla kanaldan ayrılmış olan geçit elektroduna bir elektrik alanı uygulayarak, kaynak ve drenaj uçları arasındaki iletken kanaldan geçen akım akışını kontrol ederek çalışır.
Kapı-kaynak gerilimi (vGS) sıfır olduğunda ve drenaj-kaynak gerilimi (vDS) uygulansa bile, bir NMOS transistörünün kaynağı ile drenajı arasındaki PN bağlantıları ters yönde polarize olur ve aralarındaki tükenme bölgesi akım akışını destekleyemeyecek kadar geniş hale gelir. Bu nedenle, drenaj ile kaynak arasındaki akım (iD) ihmal edilebilir düzeydedir.
Ancak, vGS pozitif olduğunda, geçit ile alt tabaka arasındaki SiO2 yalıtım tabakasında bir elektrik alanı oluşur. Bu alan, geçit yakınındaki alt tabakadan elektronları çeker ve delikleri iter, böylece bir tükenme bölgesi oluşturur. vGS'nin büyüklüğü arttığında, daha fazla elektron alt tabakanın yüzeyine çekilir ve kaynak ile drenaj terminallerini birbirine bağlayan bir N-tipi kanal oluşturur. Kanal, bu durumda kaynak ve drenaj terminalleri arasındaki akım akışını destekleyebilir.
Kanalın oluşmaya başladığı voltaj, eşik voltajı (VT) olarak adlandırılır. Bir NMOS transistörü, iletken bir kanal oluşturmak için vGS'nin VT'den büyük olmasını gerektirdiği için, zenginleştirme modu transistörü olarak kabul edilir.
Drenaj-kaynak gerilimi (vDS), kanal üzerinden akan akımı etkiler. vDS arttıkça, drenaj yakınındaki kanalın kalınlığı azalır ve akım artar. Ancak, vDS, vGS eksi VT'ye eşit bir değere ulaştığında, kanal akımın artık artmadığı noktaya kadar daralır ve transistör doygunluk moduna girer.
Özetle, bir NMOS transistör, geçide pozitif bir gerilim uygulandığında kaynak ve dren terminalleri arasında iletken bir kanal oluşturarak çalışır ve akımın kaynak ve dren terminalleri arasında akmasına izin verir. Akım, geçit ve dren terminallerine uygulanan gerilim tarafından kontrol edilir.
NMOS ve PMOS
NMOS ve PMOS, her ikisi de Metal-Oksit-Yarıiletken (MOS) teknolojisidir; ancak aralarında bazı farklar vardır:
| NMOS | PMOS | |
|---|---|---|
| Polarity | Negative | Positive |
| Channel type | n-type | p-type |
| Carrier type | Electrons | Majority holes |
| Threshold voltage | Positive | Negative |
| Switching speed | Fast | Slow |
| Cost | Cheap | Expensive |
| Power consumption | High | Low |
| Applications | Logic gates, memory cells, amplifiers | Level shifters, power management circuits, analog circuits |
NMOS'un Kullanımı
NMOS transistörleri, dijital devrelerde genellikle anahtar veya amplifikatör olarak kullanılır. Ayrıca mikroişlemcilerde, bellek yongalarında ve diğer elektronik cihazlarda da bulunurlar.
