NMOS vs PMOS
A FET (Field Effect Transistor) on jänniteohjattu laite, jonka virransiirtokykyä muutetaan käyttämällä elektronista kenttää. Yleisesti käytetty FET-tyyppi on Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET). MOSFETiä käytetään laaj alti integroiduissa piireissä ja nopeissa kytkentäsovelluksissa. MOSFET toimii indusoimalla johtavan kanavan kahden koskettimen, jota kutsutaan lähteeksi ja nieluksi, välille kohdistamalla jännite oksidieristettyyn hilaelektrodiin. On olemassa kahta päätyyppiä MOSFET, joita kutsutaan nMOSFETiksi (tunnetaan yleisesti nimellä NMOS) ja pMOSFET:iksi (yleisesti tunnetaan nimellä PMOS) riippuen kanavan läpi virtaavien kantoa altojen tyypistä.
Mikä on NMOS?
Kuten aiemmin mainittiin, NMOS (nMOSFET) on MOSFET-tyyppi. NMOS-transistori koostuu n-tyypin lähteestä ja nielusta sekä p-tyypin substraatista. Kun porttiin syötetään jännite, rungossa olevat reiät (p-tyypin substraatti) ajetaan pois portista. Tämä mahdollistaa n-tyypin kanavan muodostamisen lähteen ja nielun välille ja elektronit kuljettavat virran lähteestä nieluun indusoidun n-tyypin kanavan kautta. Logiikkaporteilla ja muilla NMOS:illä toteutetuilla digitaalisilla laitteilla sanotaan olevan NMOS-logiikka. NMOS:ssa on kolme toimintatilaa, joita kutsutaan katkaisuksi, triodiksi ja saturaatioksi. NMOS-logiikka on helppo suunnitella ja valmistaa. Mutta piirit, joissa on NMOS-logiikkaportit, haihduttavat staattista tehoa piirin ollessa joutokäynnillä, koska DC-virta kulkee logiikkaportin läpi, kun lähtö on alhainen.
Mikä on PMOS?
Kuten aiemmin mainittiin, PMOS (pMOSFET) on MOSFET-tyyppi. PMOS-transistori koostuu p-tyypin lähteestä ja nielusta sekä n-tyypin substraatista. Kun positiivinen jännite syötetään lähteen ja hilan väliin (negatiivinen jännite hilan ja lähteen välillä), lähteen ja nielun välille muodostuu p-tyyppinen kanava vastakkaisilla polariteeteilla. Virta kulkee reikien kautta lähteestä viemäriin indusoidun p-tyypin kanavan kautta. Korkea jännite portissa estää PMOS:n johtamisen, kun taas alhainen jännite portissa saa sen johtamaan. Logiikkaporteilla ja muilla PMOS:llä toteutetuilla digitaalisilla laitteilla sanotaan olevan PMOS-logiikka. PMOS-tekniikka on edullinen ja sillä on hyvä häiriönkestävyys.
Mitä eroa on NMOS:n ja PMOS:n välillä?
NMOS on rakennettu n-tyypin lähteellä ja nielulla ja p-tyypin substraatilla, kun taas PMOS on rakennettu p-tyypin lähteellä ja nielulla sekä n-tyypin substraatilla. NMOS:ssa kantajat ovat elektroneja, kun taas PMOS:ssa kantajat ovat reikiä. Kun porttiin syötetään korkea jännite, NMOS johtaa, kun taas PMOS ei. Lisäksi kun alhainen jännite kytketään porttiin, NMOS ei johda ja PMOS johtaa. NMOS:ien katsotaan olevan nopeampia kuin PMOS:n, koska NMOS:n kantoa altoja, jotka ovat elektroneja, kulkevat kaksi kertaa nopeammin kuin reiät, jotka ovat PMOS:n kantoa altoja. Mutta PMOS-laitteet ovat immuuneja melulle kuin NMOS-laitteet. Lisäksi NMOS IC:t olisivat pienempiä kuin PMOS IC:t (jotka tarjoavat saman toiminnon), koska NMOS voi tarjota puolet PMOS:n (jolla on sama geometria ja toimintaolosuhteet) tarjoamasta impedanssista.
