MOSFET

Pengarang: Leandro Alegsa Tanggal pembuatan: 18 Mei 2022

MOSFET adalah singkatan dari metal-oxide-semiconductor field-effect transistor. Transistor adalah perangkat listrik kecil yang digunakan dalam, antara lain, jam alarm, kalkulator, dan, mungkin yang paling terkenal, komputer; mereka adalah beberapa blok bangunan paling dasar dari elektronik modern. Beberapa MOSFET memperkuat atau memproses sinyal analog. Sebagian besar digunakan dalam elektronik digital.

MOSFET bertindak seperti katup untuk listrik. Mereka memiliki satu koneksi input ("gate") yang digunakan untuk mengontrol aliran listrik antara dua koneksi lainnya ("source" dan "drain"). Dengan kata lain, gerbang bertindak sebagai sakelar yang mengontrol dua output. Pikirkan sakelar lampu yang dapat diredupkan: kenop itu sendiri memilih 'ON', 'OFF', atau di suatu tempat di antara keduanya, mengendalikan kecerahan cahaya. Pikirkan MOSFET sebagai pengganti sakelar lampu: sakelar itu sendiri adalah "gerbang", "sumber" adalah daya yang masuk ke dalam rumah, dan "pembuangan" adalah bola lampu.

Nama MOSFET menggambarkan struktur dan fungsi transistor. MOS mengacu pada fakta bahwa MOSFET dibangun dengan melapisi logam ("gate") pada oksida (isolator yang mencegah aliran listrik) pada semikonduktor ("source" dan "drain"). FET menggambarkan aksi gerbang pada semikonduktor. Sinyal listrik dikirim ke gerbang, yang menciptakan medan listrik yang mengubah koneksi antara "source" dan "drain".

Hampir semua MOSFET digunakan dalam sirkuit terpadu. Pada tahun 2008, dimungkinkan untuk memasukkan 2.000.000.000 transistor pada satu sirkuit terpadu. Pada tahun 1970, jumlah itu sekitar 2.000.

Teori

Ada banyak cara berbeda untuk membuat MOSFET pada semikonduktor. Metode paling sederhana ditunjukkan dalam diagram di sebelah kanan teks ini. Bagian biru mewakili silikon tipe-P, sedangkan bagian merah mewakili silikon tipe-N. Perpotongan kedua jenis tersebut membuat dioda. Dalam semikonduktor silikon, ada keanehan yang disebut "Depletion Region". Dalam silikon yang didoping, dengan satu bagian didoping Tipe-N, dan satu bagian didoping Tipe-P, wilayah deplesi secara alami akan terbentuk di persimpangan antara keduanya. Ini karena akseptor dan donornya. Silikon tipe-P memiliki akseptor, juga dikenal sebagai lubang, yang menarik elektron ke arahnya. Silikon tipe-N memiliki donor, atau elektron, yang tertarik ke lubang. Di perbatasan antara keduanya, elektron dari tipe-N mengisi lubang di tipe-P. Hal ini mengakibatkan akseptor, atau atom tipe-P menjadi bermuatan negatif, dan karena muatan negatif menarik muatan positif, akseptor, atau lubang, akan mengalir menuju "persimpangan". Di sisi Tipe-N, ada muatan positif, yang menghasilkan donor, atau elektron, mengalir menuju "persimpangan". Ketika mereka sampai di sana, mereka akan ditolak oleh muatan negatif di sisi lain persimpangan, karena muatan yang sama akan tolak-menolak. Hal yang sama akan terjadi pada sisi Tipe-P, donor, atau lubang akan ditolak oleh area positif di sisi tipe N. Tidak ada listrik yang dapat mengalir di antara keduanya, karena tidak ada elektron yang dapat berpindah ke sisi lain.

MOSFET menggunakan ini untuk keuntungan mereka. "Tubuh" MOSFET diberi daya negatif, yang memperluas wilayah penipisan, karena lubang diisi dengan elektron baru, sehingga gaya yang berlawanan dengan elektron di sisi N menjadi jauh lebih besar. "Sumber" MOSFET diberi daya negatif, yang mengecilkan zona penipisan pada tipe N seluruhnya, karena ada cukup elektron untuk memenuhi zona penipisan positif. "Tiriskan" memiliki kekuatan positif. Ketika "Gate" disuplai dengan daya positif, itu akan membuat medan elektromagnetik kecil, yang akan menghilangkan zona penipisan langsung di bawah gerbang, karena akan ada "semprotan" lubang, yang akan membuat sesuatu yang disebut "N-Channel". N-Channel adalah wilayah sementara dari area silikon Tipe-P di mana tidak ada zona penipisan. Medan listrik positif akan menetralkan semua elektron cadangan yang membentuk zona deplesi. Elektron-elektron di daerah sumber kemudian akan memiliki cara yang jelas untuk pindah ke "Drain", yang akan membuat listrik mengalir dari sumber ke drain.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan MOSFET?

J: MOSFET adalah transistor efek medan metal-oksida-semikonduktor, yang merupakan komponen elektronik yang bertindak sebagai sakelar yang dikendalikan secara elektrik.

T: Untuk apa transistor digunakan?

J: Transistor adalah perangkat listrik kecil yang digunakan dalam radio, kalkulator, dan komputer; transistor adalah beberapa blok bangunan paling dasar dari sistem elektronik modern.

T: Bagaimana cara kerja MOSFET?

J: MOSFET bertindak seperti katup untuk listrik. MOSFET memiliki satu koneksi input ("gate") yang digunakan untuk mengontrol aliran listrik di antara dua koneksi lainnya ("source" dan "drain"). Gerbang bertindak sebagai sakelar yang mengontrol dua output.

T: Apa yang dimaksud dengan nama 'MOSFET'?

J: Nama MOSFET menggambarkan struktur dan fungsi transistor. 'MOS' mengacu pada fakta bahwa transistor dibangun dengan melapisi logam ("gerbang") pada oksida (isolator yang mencegah aliran listrik) pada semikonduktor ("sumber" dan "tiriskan"). 'FET' menggambarkan aksi gerbang pada semikonduktor.

T: Di mana hampir semua MOSFET digunakan?

J: Hampir semua MOSFET digunakan dalam sirkuit terpadu.

T: Berapa banyak transistor yang dapat dimasukkan ke dalam sirkuit terpadu saat ini dibandingkan dengan tahun 1970?

J: Pada tahun 2008, dimungkinkan untuk memasukkan 2.000.000.000 transistor pada satu sirkuit terpadu sedangkan pada tahun 1970 sekitar 2.000 dapat dipasang ke satu IC.