NMOS vs PMOS
Το FET (Field Effect Transistor) είναι μια συσκευή ελεγχόμενη από τάση όπου η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος αλλάζει με την εφαρμογή ενός ηλεκτρονικού πεδίου. Ένας τύπος FET που χρησιμοποιείται συνήθως είναι το Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET). Τα MOSFET χρησιμοποιούνται ευρέως σε ολοκληρωμένα κυκλώματα και εφαρμογές μεταγωγής υψηλής ταχύτητας. Το MOSFET λειτουργεί επάγοντας ένα αγώγιμο κανάλι μεταξύ δύο επαφών που ονομάζεται πηγή και αποστράγγιση εφαρμόζοντας τάση στο ηλεκτρόδιο πύλης με μόνωση οξειδίου. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι MOSFET που ονομάζονται nMOSFET (κοινώς γνωστό ως NMOS) και pMOSFET (κοινώς γνωστό ως PMOS) ανάλογα με τον τύπο των φορέων που ρέουν μέσω του καναλιού.
Τι είναι το NMOS;
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το NMOS (nMOSFET) είναι ένας τύπος MOSFET. Ένα τρανζίστορ NMOS αποτελείται από πηγή και αποστράγγιση τύπου n και ένα υπόστρωμα τύπου p. Όταν εφαρμόζεται τάση στην πύλη, οι οπές στο σώμα (υπόστρωμα τύπου p) απομακρύνονται από την πύλη. Αυτό επιτρέπει το σχηματισμό ενός καναλιού τύπου n μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης και ένα ρεύμα μεταφέρεται από ηλεκτρόνια από την πηγή στην αποχέτευση μέσω ενός επαγόμενου καναλιού τύπου n. Οι λογικές πύλες και άλλες ψηφιακές συσκευές που υλοποιούνται με χρήση NMOS λέγεται ότι έχουν λογική NMOS. Υπάρχουν τρεις τρόποι λειτουργίας σε ένα NMOS που ονομάζονται cut-off, triode και saturation. Η λογική NMOS είναι εύκολο να σχεδιαστεί και να κατασκευαστεί. Αλλά τα κυκλώματα με λογικές πύλες NMOS διαχέουν τη στατική ισχύ όταν το κύκλωμα είναι ρελαντί, καθώς το συνεχές ρεύμα ρέει μέσω της λογικής πύλης όταν η έξοδος είναι χαμηλή.
Τι είναι το PMOS;
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το PMOS (pMOSFET) είναι ένας τύπος MOSFET. Ένα τρανζίστορ PMOS αποτελείται από πηγή και αποστράγγιση τύπου p και ένα υπόστρωμα τύπου n. Όταν εφαρμόζεται θετική τάση μεταξύ της πηγής και της πύλης (αρνητική τάση μεταξύ πύλης και πηγής), σχηματίζεται ένα κανάλι τύπου p μεταξύ της πηγής και της αποχέτευσης με αντίθετες πολικότητες. Ένα ρεύμα μεταφέρεται από οπές από την πηγή στην αποχέτευση μέσω ενός επαγόμενου καναλιού τύπου p. Μια υψηλή τάση στην πύλη θα προκαλέσει τη μη αγωγή ενός PMOS, ενώ μια χαμηλή τάση στην πύλη θα προκαλέσει την αγωγή του. Οι λογικές πύλες και άλλες ψηφιακές συσκευές που υλοποιούνται χρησιμοποιώντας PMOS λέγεται ότι έχουν λογική PMOS. Η τεχνολογία PMOS είναι χαμηλού κόστους και έχει καλή θόρυβο.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ NMOS και PMOS;
Το NMOS είναι κατασκευασμένο με πηγή και αποχέτευση τύπου n και υπόστρωμα τύπου p, ενώ το PMOS είναι κατασκευασμένο με πηγή και αποχέτευση τύπου p και υπόστρωμα τύπου n. Σε ένα NMOS, οι φορείς είναι τα ηλεκτρόνια, ενώ σε ένα PMOS, οι φορείς είναι οι τρύπες. Όταν εφαρμόζεται υψηλή τάση στην πύλη, το NMOS θα διεξάγει, ενώ το PMOS όχι. Επιπλέον, όταν εφαρμόζεται χαμηλή τάση στην πύλη, το NMOS δεν θα άγει και το PMOS θα μεταφέρει. Τα NMOS θεωρούνται ταχύτερα από τα PMOS, αφού οι φορείς στο NMOS, που είναι ηλεκτρόνια, ταξιδεύουν δύο φορές πιο γρήγορα από τις τρύπες, που είναι οι φορείς στο PMOS. Αλλά οι συσκευές PMOS είναι πιο ανοσίες στον θόρυβο από τις συσκευές NMOS. Επιπλέον, τα IC NMOS θα ήταν μικρότερα από τα IC PMOS (που παρέχουν την ίδια λειτουργικότητα), καθώς το NMOS μπορεί να παρέχει το ήμισυ της σύνθετης αντίστασης που παρέχεται από ένα PMOS (το οποίο έχει την ίδια γεωμετρία και συνθήκες λειτουργίας).
