II dio Mikroprocesor
2.4. Tehnologija izrade mikroprocesora

2.4.1. Tranzistori

2.4.1.2. FET tranzistori

Prenos električne struje kroz tranzistor sa efektom polja (eng. Field Effect Transistor, FET) je zasnovan na drugačijim principima u odnosu na bipolarni tranzistor. Elektrode FET tranzistora se nazivaju izvor, vrata i odvod (eng. Source, Gate, Drain). Vrata, koja predstavljaju kontrolnu elektrodu, su razdvojena od površine poluprovodnika tankim slojem izolacionog materijala. Površina između izvora i odvoda se naziva kanal. Kanal je napravljen ili od N-tipa ili od P-tipa poluprovodničkog materijala. Najveći broj tranzistora u savremenim računarima je MOSFET (eng. Metal-Oxide-Semiconductor FET) tipa. MOSFET tranzistori sadrže sloj izolatora između vrata i kanala tranzistora. Izolator se obično pravi od nekog oksida (npr. SiO2).

Struja u MOSFET tranzistoru se prenosi tako što dominantni prenosnici putuju od izvora prema odvodu. Kada je napon na vratima ispod određenog nivoa, vrlo malo struje može da protiče kroz kanal. U suprotnom, ako se napon na vratima poveća, povećava se i protok struje između ostale dve elektrode tranzistora. Na ovaj način, tok struje od izvora ka odvodu može biti prekidan i uspostavljan pomoću napona na vratima. Npr. kod tranzistora sa P-tipom kanala, zbog povećanog napona šupljine sa pozitivnim nabojem u kanalu se odbijaju od sloja oksida što omogućava protok elektrona. Pomjeranje negativnog naboja prema barijeri od oksida formira tanak N-sloj u kanalu. Kada se ovaj sloj uspostavi, on omogućava proticanje struje ka odvodu. Kod tranzistora sa N-tipom kanala proces je obrnut, odnosno struja se prenosi zbog kretanja šupljina.

Vrsta dominantnog prenosnika (elektroni ili šupljine), kao i polaritet dovedene struje na vrata zavise od tipa kanala (N-tip ili P-tip). Uobičajeno je korišćenje skraćenica NMOS za MOSFET tranzistore sa N-tipom kanala, kao i PMOS za MOSFET tranzistore sa P-tipom kanala.

Operacije MOSFET tranzistora mogu se posmatrati i na sljedeći način. Kada se napon poveća, na uređaju se formira električno polje koje uzrokuje odbijanje (negativnog ili pozitivnog) naboja od izolatorske barijere, što povećava provodljivost kanala. Zbog toga se ovaj tip tranzistora i naziva “tranzistor sa efektom polja”. Pored toga, FET tranzistori se često nazivaju i unipolarni jer kod njih u prenosu struje učestvuje samo jedan (dominantni) prenosnik.

Bipolarni tranzistori    <    Index    >    CMOS tehnologija