بخش (ترانزیستور های nMOS و ترانزیستور های pMOS)

ترانزیستور های nMOS -- اتصال (بایاس کردن) Biasing یا حالت (بایاسینگ) میدان اِلکترونیکی


پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته : در ترانزیستور های nMOS  تقویت جریان بسته به جهت میدان الکتریکی متفاوت است و به زمینه های الکتریکی با اندازه های متفاوت پاسخ می دهد. این منجر به رفتار الکترونیکی مفیدی می شود که بسته به این که چگونه ولتاژ (یا میدان الکترونیکی ) اعمال شود ، این امر در ترانزیستور nMOS (بایاس) نامیده می شود.

ترانزیستور های nMOS از یک ولتاژ برای اعمال به ترمینال ورودی که گیت (Gate) نامیده می ‌شود، استفاده می ‌کند و جریان گذرنده از آن متناسب با این ولتاژ‌ است.از آن ‌جایی که عملکرد ترانزیستور های nMOS  مبتنی بر یک میدان الکتریکی حاصل از ولتاژ گیت ورودی است (نام اثر میدان به همین دلیل است)،‌ سبب می ‌شود ترانزیستور اثر میدان، یک قطعه مبتنی بر ولتاژ باشد.ترانزیستور های nMOS ، یک قطعه نیمه ‌هادی تک ‌قطبی است که مشخصات آن بسیار شبیه به ترانزیستور دو قطبی مشابه است. برخی از ویژگی ‌های این قطعه، بازدهی بالا، عملکرد لحظه ‌ای، مقاوم و ارزان بودن است که می‌ توان آن را در اغلب مدار های الکترونیکی با ترانزیستور های پیوندی دو قطبی و از نظر ساختاری  مشابه (مانند BJT) جایگزین کرد.

درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور  nMOS دشوار است زیرا شامل مکانیک کوانتومی نسبتاً پیشرفته است. با این حال ، در ساده ترین سطح ، عملکرد یک ترانزیستور nMOS با نگاهی به جریان بارهای مثبت (یا " سوراخ ") و بارهای منفی (الکترون ها) قابل درک است. اتصالات pn در عملکرد یک ترانزیستور نیز مهم است. کارکرد ترانزیستور nMOS به درستی نیاز به روندی دارد که به نام بایاسینگ  شناخته  می شود . نیمه هادی ها را می توان با مواد رها کرد به طوری که آنها بیش از حد از الکترون که به راحتی جابجا شده اند - که عموماً از آن استفاده می شود منطقه منفی یا n نوع . به طور کلی به عنوان یک اشاره - همچنین ، می توان آنها را با عناصر که ایجاد  یک بیش از سوراخ است که به راحتی جذب این الکترون ها دوپ  مثبت  و  یا  نوع  p  منطقه  است.


به دو دلیل ترانزیستورnMOS باید (بایاس) شود:

ترانزیستور حتما بایستی در ناحیه فعال کار کند.مقدار پارامترهای سیگنال کوچک (ro,gm) به مقدار جریان dc گذرنده از ترانزیستور بستگی  دارد. همیشه ابتدا تحلیل DC انجام می دهیم تا به تبع آن نقطه کار ترانزیستور مشخص شود و بتوانیم پارامترهای سیگنال کوچک را محاسبه کنیم. سپس منابع DC را صفر کرده و با استفاده از مدل سیگنال کوچک تحلیل AC را  آغاز می کنیم.یکی از ویژگی های مهم بایاس ترانزیستور در مدار بالا این است که همواره پتانسیل (کلکتور) از ( بیس) بیش تر است بنابراین ترانزیستور همواره در ناحیه فعال قرار خواهد گرفت.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک