N-МОП

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

МОП (металл-оксид-полупроводник) — один из видов полевого транзистора, в котором управляющий электрод (затвор) отделён от канала слоем диэлектрика, в простейшем случае, оксида кремния. Транзисторы МОП-структуры лучше других активных полупроводниковых приборов подходили для создания логических БИС и СБИС, и ранний прогресс цифровой техники обусловлен микросхемами на транзисторах с МОП-структурой. В отличие от биполярного транзистора, выходной ток которого управляется входным током, МОП-транзистор, как и другие полевые транзисторы, управляется напряжением, этим он напоминает электровакуумный триод. В зависимости от типа носителей зарядов, МОП-транзисторы могут быть n-канальными или p-канальными, в первых используются электроны, во вторых — дырки.

Логический МОП-элемент представляет собой несколько транзисторов, соединённых либо последовательно (для получения функции "И-НЕ"), либо параллельно (для получения функции "ИЛИ-НЕ"). Такой же транзистор, только постоянно включённый, служит нагрузочным резистором логического элемента. Увеличение сопротивления открытого канала этого транзистора уменьшает потребляемую мощность, но одновременно и скорость действия логического элемента. Управлять этим параметром можно, изменяя геометрические размеры, например, ширину канала.

МОП-транзисторы занимают на кристалле микросхемы в 6—9 раз меньшую площадь, чем транзисторы, используемые в ТТЛ за счёт упрощения топологии, так, наиболее простой тип транзистора, с индуцированным каналом, требует всего одной операции легирования и одной — металлизации. В англоязычной литературе такой тип называется «обогащённый канал». Это позволило добиться высокой степени интеграции и создать микропроцессоры (процессоры собранные в одной микросхеме). Однако, схемы на транзисторах с индуцированным каналом требуют весьма высокого напряжения питания (27 вольт для типичных p-МОП-структур, и 12 вольт для типичных n-МОП), и обладают невысоким быстродействием, задержка переключения для p-МОП схем составляла десятки, в лучшем случае — едиинцы микросекунд, а для n-МОП — сотни наносекунд. Увеличить быстродействие с одновременным снижением питающего напряжения удалось с применением транзисторов со встроенным каналом, работающим в режиме обеднения. Такие транзисторы требуют на одну операцию легирования больше, но позволили n-МОП схемам работать от одного источника напряжением 5 вольт.

Дальнейшее повышение быстродействия было связано с отказом от металлических затворов и переходом на затворы из поликристаллического кремния. Чтобы ещё увеличить быстродействие, для изоляции затвора от канала были использованы диэлектрики с меньшим коэффициентом диэлектрической проницаемости, чем у оксида кремния, поэтому полевые транзисторы современных цифровых СБИС уже неправомерно называть МОП-транзисторами. С целью радикального снижения энергопотребления в одном логическом элементе могут применяться транзисторы обоих типов проводимости, как с каналом n-типа, так и с каналом p-типа. Такая схема называется КМОП — "комплементарная". В отличие от схем на одном типе проводимости, КМОП схемы практически не потребляют тока в статическом режиме, так как в них в цепочке последовательно соединённых транзисторов хотя бы один всегда закрыт, и лишь во время переходного процесса все транзисторы оказываются ненадолго открытыми. Однако, КМОП структуры требуют большего числа технологических операций при изготовлении, что первоначально ограничивало достижимую степень интеграции (довольно долго по этому параметру лидировали n-МОП структуры).

Существуют и иные разновидности интегральных полевых транзисторов. В частности, с барьером Шоттки — обычно это МеП (Металл-полупроводник). ЛИЗМОП (МОП с Лавинной Инжекцией Заряда) с «плавающим» затвором без вывода. В нём затвор представляет собой изолированный островок, который состоит из молибдена или поликремния. При инжекции заряда информация запоминается. Для стирания используется облучение ультрафиолетом. Аналогично устроена и Flash-память, но там затворы тоньше для возможности «вытягивания» заряда в подложку. Для поблочной адресации и для исключения возможности повреждения транзисторов при стирании данная память часто имеет встроенные цепи программирования/стирания/управления. МНОП (металл-нитрид-оксид-полупроводник) — транзистор с двойным затвором и двойным изолятором из нитридного и оксидного слоёв. В процессе заряда ток проходит через оксид, но не проходит через нитрид, что позволяет сохранять информацию. Второй затвор сверху позволяет электрически стирать информацию в таком транзисторе. Применялись они до появления Flash-памяти. Другие виды транзисторов не рассматриваются из-за их малой распространённости.

Преимущества МОП: высокая экономичность, высокая плотность размещения на кристалле, низкая стоимость.

Недостатки: низкое быстродействие.



См. также

Напишите отзыв о статье "N-МОП"

Ссылки

  • www.inp.nsk.su/~kozak/adv/advh9.htm Справочник. Номенклатура интегральных микросхем. ЗУ динамического типа (N-МОП).
  • [www.youtube.com/watch?v=QO5FgM7MLGg Вступительное видео о MOSFET]

К:Википедия:Статьи без изображений (тип: не указан)

Отрывок, характеризующий N-МОП

Главноуправляющий, в утешение этих потерь, представил Пьеру расчет о том, что, несмотря на эти потери, доходы его не только не уменьшатся, но увеличатся, если он откажется от уплаты долгов, оставшихся после графини, к чему он не может быть обязан, и если он не будет возобновлять московских домов и подмосковной, которые стоили ежегодно восемьдесят тысяч и ничего не приносили.
– Да, да, это правда, – сказал Пьер, весело улыбаясь. – Да, да, мне ничего этого не нужно. Я от разоренья стал гораздо богаче.
Но в январе приехал Савельич из Москвы, рассказал про положение Москвы, про смету, которую ему сделал архитектор для возобновления дома и подмосковной, говоря про это, как про дело решенное. В это же время Пьер получил письмо от князя Василия и других знакомых из Петербурга. В письмах говорилось о долгах жены. И Пьер решил, что столь понравившийся ему план управляющего был неверен и что ему надо ехать в Петербург покончить дела жены и строиться в Москве. Зачем было это надо, он не знал; но он знал несомненно, что это надо. Доходы его вследствие этого решения уменьшались на три четверти. Но это было надо; он это чувствовал.
Вилларский ехал в Москву, и они условились ехать вместе.
Пьер испытывал во все время своего выздоровления в Орле чувство радости, свободы, жизни; но когда он, во время своего путешествия, очутился на вольном свете, увидал сотни новых лиц, чувство это еще более усилилось. Он все время путешествия испытывал радость школьника на вакации. Все лица: ямщик, смотритель, мужики на дороге или в деревне – все имели для него новый смысл. Присутствие и замечания Вилларского, постоянно жаловавшегося на бедность, отсталость от Европы, невежество России, только возвышали радость Пьера. Там, где Вилларский видел мертвенность, Пьер видел необычайную могучую силу жизненности, ту силу, которая в снегу, на этом пространстве, поддерживала жизнь этого целого, особенного и единого народа. Он не противоречил Вилларскому и, как будто соглашаясь с ним (так как притворное согласие было кратчайшее средство обойти рассуждения, из которых ничего не могло выйти), радостно улыбался, слушая его.


Так же, как трудно объяснить, для чего, куда спешат муравьи из раскиданной кочки, одни прочь из кочки, таща соринки, яйца и мертвые тела, другие назад в кочку – для чего они сталкиваются, догоняют друг друга, дерутся, – так же трудно было бы объяснить причины, заставлявшие русских людей после выхода французов толпиться в том месте, которое прежде называлось Москвою. Но так же, как, глядя на рассыпанных вокруг разоренной кочки муравьев, несмотря на полное уничтожение кочки, видно по цепкости, энергии, по бесчисленности копышущихся насекомых, что разорено все, кроме чего то неразрушимого, невещественного, составляющего всю силу кочки, – так же и Москва, в октябре месяце, несмотря на то, что не было ни начальства, ни церквей, ни святынь, ни богатств, ни домов, была та же Москва, какою она была в августе. Все было разрушено, кроме чего то невещественного, но могущественного и неразрушимого.
Побуждения людей, стремящихся со всех сторон в Москву после ее очищения от врага, были самые разнообразные, личные, и в первое время большей частью – дикие, животные. Одно только побуждение было общее всем – это стремление туда, в то место, которое прежде называлось Москвой, для приложения там своей деятельности.
Через неделю в Москве уже было пятнадцать тысяч жителей, через две было двадцать пять тысяч и т. д. Все возвышаясь и возвышаясь, число это к осени 1813 года дошло до цифры, превосходящей население 12 го года.
Первые русские люди, которые вступили в Москву, были казаки отряда Винцингероде, мужики из соседних деревень и бежавшие из Москвы и скрывавшиеся в ее окрестностях жители. Вступившие в разоренную Москву русские, застав ее разграбленною, стали тоже грабить. Они продолжали то, что делали французы. Обозы мужиков приезжали в Москву с тем, чтобы увозить по деревням все, что было брошено по разоренным московским домам и улицам. Казаки увозили, что могли, в свои ставки; хозяева домов забирали все то, что они находили и других домах, и переносили к себе под предлогом, что это была их собственность.
Но за первыми грабителями приезжали другие, третьи, и грабеж с каждым днем, по мере увеличения грабителей, становился труднее и труднее и принимал более определенные формы.
Французы застали Москву хотя и пустою, но со всеми формами органически правильно жившего города, с его различными отправлениями торговли, ремесел, роскоши, государственного управления, религии. Формы эти были безжизненны, но они еще существовали. Были ряды, лавки, магазины, лабазы, базары – большинство с товарами; были фабрики, ремесленные заведения; были дворцы, богатые дома, наполненные предметами роскоши; были больницы, остроги, присутственные места, церкви, соборы. Чем долее оставались французы, тем более уничтожались эти формы городской жизни, и под конец все слилось в одно нераздельное, безжизненное поле грабежа.