טרנזיסטור משופר PMOS

בשנים האחרונות, טרנזיסטורים משופרים PMOS (הידוע באופן רשמי כ-p-channel transistor metal oxide semiconductor transistor) משכו תשומת לב רבה בתעשיית המוליכים למחצה. בשל צריכת החשמל והביצועים המצוינים שלו, טרנזיסטורים משופרים PMOS זכו בשימוש נרחב והפכו לנקודת מחקר חשובה בתעשיות בעלות השפעה גבוהה.

טרנזיסטורים משופרים PMOS התפתחו מתשתית PMOS. בטרנזיסטורי PMOS, הולכה מושגת על ידי יצירת תעלות מסוג n על מצע מסוג p, מה שמאלץ אלקטרונים להתהפך. אבל דליפה זו גורמת לטרנזיסטור PMOS לחוסר יעילות בתרחישי פעולה בהספק נמוך. לכן, טרנזיסטורים משופרים PMOS משופרים על בסיס מבנה טרנזיסטור PMOS, ומחליפים את העכבה הגבוהה של ערוצים מסוג n בטרנזיסטורי PMOS עם אזורים פעילים מסוג מקור/ניקוז. שיפור זה יכול להפחית ביעילות את צריכת החשמל הנגרמת על ידי דליפה ולשפר את היעילות של טרנזיסטורים.

הופעתם של טרנזיסטורים משופרים PMOS היא בעיקר כדי למלא את החסרונות של PMOS בתרחישי יישומים בעלי הספק נמוך. בתרחישי עבודה בהספק נמוך, טרנזיסטורי PMOS שאינם יעילים עקב דליפה תמיד היו בעיה בהשוואה לטרנזיסטורי NMOS. לכן, הופעתם של טרנזיסטורים משופרים PMOS מספקת מסלול חדש לפתרון בעיה זו. בנוסף, לטרנזיסטורים משופרים PMOS יש גם יתרונות ייחודיים נוספים.

ראשית, לטרנזיסטורים משופרים PMOS יש רוחב פס ומהירות טובים. הסיבה לכך היא שצומת ה-PN בין חיבור האזור הפעיל למצע במבנה התכנון של טרנזיסטורים משופרים PMOS עוזר לשפר את מהירות הטרנזיסטור, ומשפר מאוד את מהירות העברת הנתונים שלו.

שנית, לטרנזיסטורים משופרים PMOS יש זרמי דליפה נמוכים יותר. כאשר צינור הטרנזיסטור אינו פועל, זרם הדליפה של הטרנזיסטור קיים תמיד, מה שעלול להוביל לצריכת חשמל מוגזמת. המבנה המשופר של טרנזיסטורים משופרים PMOS יכול להפחית ביעילות את זרם הדליפה, ובכך להפחית את צריכת החשמל.

בנוסף, טרנזיסטורים משופרים PMOS מחליפים את מבנה ה-NMOS ב-CMOS בהשוואה לטרנזיסטורים מסוג אחר - טרנזיסטורי CMOS. בעיצובי DRAM בצפיפות גבוהה המבוססים על יחידות 1T-DRAM, הביצועים של טרנזיסטורים משופרים PMOS יכולים להגיע פי שניים מאלו של אספקת חשמל של 0.8V בתנאי אזור זהים. לכן, לטרנזיסטורים משופרים PMOS יש סיכויי פיתוח גדולים יותר בתכנון DRAM בצפיפות גבוהה.

בינתיים, טרנזיסטורים משופרים PMOS יכולים גם לשפר את הביצועים והיציבות שלהם על ידי הצגת טכניקות עיבוד כגון מיקרו-מבנה ואפיטקסיה, ולהרחיב את טווח היישומים שלהם. לדוגמה, בהזרקת זרם אלומה נמוכה, ניתן לשפר את הביצועים של טרנזיסטורים משופרים ב-PMOS בכ-30%. בנוסף, טיהור של גבישי תחמוצת אפיטקסיאליים יכול להפחית ביעילות את ההשפעה של זיהומי חמצן על טרנזיסטורים משופרים PMOS, לשפר את האמינות והיציבות שלהם.

https://www.trrsemicon.com/transistor/p-channel-enhancement-mode-field-effect.html