Cosa significa PMOS?
Un transistor PMOS (Metal-Oxide-Semiconductor a canale P) è un tipo di transistor a effetto di campo (FET) comunemente utilizzato nei circuiti elettronici.
Simbolo PMOS
Il simbolo PMOS è un cerchio con una freccia che punta verso l’interno. Il cerchio rappresenta il substrato di tipo p e la freccia all’interno mostra la direzione dei portatori di carica maggioritari, che sono le lacune.
I terminali sono etichettati come “G” per gate, “D” per drain e “S” per source. Sia i terminali drain che source sono regioni drogate di tipo p. Il terminale gate è un elettrodo metallico separato dal substrato da un sottile strato di ossido. L’applicazione di una tensione al gate crea un campo elettrico nello strato di ossido, controllando il flusso dei portatori di carica maggioritari tra drain e source.
Come funziona un transistor PMOS?
Un PMOS funziona secondo lo stesso principio di un transistor NMOS, ma con un profilo di drogaggio diverso.
In un transistor PMOS, il substrato è costituito da silicio di tipo n e le regioni source e drain sono costituite da silicio di tipo p. Il gate è separato dal substrato da uno strato di ossido (di solito biossido di silicio) ed è collegato a un alimentatore a tensione positiva. Quando viene applicata una tensione negativa al gate, si forma una regione di svuotamento tra le regioni source e drain di tipo p, che impedisce il flusso di corrente.
Tuttavia, quando viene applicata una tensione positiva al gate, attira le lacune (i portatori di carica maggioritari nel silicio di tipo p) all’interfaccia tra le regioni source e drain, creando un canale conduttivo per il flusso di corrente. La resistenza del canale è proporzionale alla tensione gate-source (VGS), quindi, man mano che VGS diventa più positiva, la resistenza del canale diminuisce, consentendo il flusso di più corrente.
Quando VGS supera una certa tensione di soglia (VTP), il canale diventa completamente svuotato e il transistor entra nella regione di saturazione, dove la corrente di drain è quasi indipendente dalla tensione drain-source (VDS). Nella regione triodo, dove VDS è piccola, il transistor si comporta come una resistenza variabile la cui resistenza è proporzionale a VGS.
I transistor PMOS sono comunemente utilizzati nei circuiti a metallo-ossido-semiconduttore complementari (CMOS), dove sono accoppiati a transistor NMOS per formare porte logiche e altri circuiti digitali.
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 |
