ह्रास एवं संवर्द्धन मोड
फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर (FETs) में, कमी मोड और एन्हांसमेंट मोड दो प्रमुख ट्रांजिस्टर प्रकार हैं, चाहे ट्रांजिस्टर चालू अवस्था में हो या शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर बंद अवस्था में हो।
एन्हांसमेंट-मोड MOSFETs (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर FETs) अधिकांश एकीकृत सर्किट में सामान्य स्विचिंग तत्व हैं। ये उपकरण शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर बंद हैं। NMOS को स्रोत वोल्टेज से अधिक गेट वोल्टेज खींचकर चालू किया जा सकता है, PMOS को स्रोत वोल्टेज से कम गेट वोल्टेज खींचकर चालू किया जा सकता है। अधिकांश सर्किटों में, इसका मतलब है कि एन्हांसमेंट-मोड MOSFET के गेट वोल्टेज को उसके ड्रेन वोल्टेज की ओर खींचना इसे चालू करता है।
कमी-मोड MOSFET में, डिवाइस सामान्य रूप से शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर होता है। ऐसे उपकरणों का उपयोग लॉजिक सर्किट में लोड रेसिस्टर्स के रूप में किया जाता है (उदाहरण के लिए डिप्लेशन-लोड NMOS लॉजिक में)। एन-टाइप डिप्लेशन-लोड डिवाइस के लिए, थ्रेसहोल्ड वोल्टेज लगभग -3 V हो सकता है, इसलिए गेट 3 V नेगेटिव खींचकर इसे बंद किया जा सकता है (ड्रेन, तुलनात्मक रूप से, NMOS में स्रोत से अधिक सकारात्मक है)। पीएमओएस में, ध्रुवताएं उलट जाती हैं।
मोड को थ्रेसहोल्ड वोल्टेज के संकेत द्वारा निर्धारित किया जा सकता है (उस बिंदु पर स्रोत वोल्टेज के सापेक्ष गेट वोल्टेज जहां चैनल में एक व्युत्क्रम परत बनती है): एन-टाइप एफईटी के लिए, एन्हांसमेंट-मोड डिवाइस में सकारात्मक थ्रेसहोल्ड और कमी होती है -मोड उपकरणों में नकारात्मक सीमाएँ होती हैं; पी-टाइप एफईटी के लिए, एन्हांसमेंट-मोड में नेगेटिव और डिप्लेशन-मोड में पॉजिटिव होता है।
| NMOS | PMOS | |
|---|---|---|
| Enhancement-mode | Vd > Vs (typ) on: Vg ≥ Vs + 3V off: Vg ≤ Vs |
Vd < Vs (typ) on: Vg ≤ Vs − 3V off: Vg ≥ Vs |
| Depletion-mode | Vd > Vs (typ) on: Vg ≥ Vs off: Vg ≤ Vs − 3V |
Vd < Vs (typ) on: Vg ≤ Vs off: Vg ≥ Vs + 3V |
जंक्शन क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (JFETs) कमी-मोड हैं, क्योंकि गेट जंक्शन बायस को आगे बढ़ाएगा यदि गेट को ड्रेन वोल्टेज की ओर स्रोत से थोड़ा अधिक लिया गया हो। ऐसे उपकरणों का उपयोग गैलियम आर्सेनाइड और जर्मेनियम चिप्स में किया जाता है, जहां ऑक्साइड इंसुलेटर बनाना मुश्किल होता है।
वैकल्पिक शब्दावली
कुछ सूत्रों का कहना है कि इस लेख में डिप्लेशन मोड और एन्हांसमेंट मोड के रूप में वर्णित डिवाइस प्रकारों के लिए डिप्लेशन प्रकार और एन्हांसमेंट प्रकार, और गेट-सोर्स वोल्टेज शून्य से किस दिशा के लिए मोड शर्तों को लागू करते हैं।[1] गेट वोल्टेज को नाली वोल्टेज की ओर ले जाने से चैनल में चालन में वृद्धि होती है, इसलिए यह ऑपरेशन के एन्हांसमेंट मोड को परिभाषित करता है, जबकि गेट को नाली से दूर ले जाने से चैनल कम हो जाता है, इसलिए यह कमी मोड को परिभाषित करता है।
वृद्धि-भार और कमी-भार तर्क परिवार
डिप्लेशन-लोड NMOS लॉजिक उस लॉजिक परिवार को संदर्भित करता है जो 1970 के दशक के उत्तरार्ध में सिलिकॉन वीएलएसआई में प्रभावी हो गया था; प्रक्रिया ने एन्हांसमेंट-मोड और डिप्लेशन-मोड ट्रांजिस्टर दोनों का समर्थन किया, और विशिष्ट लॉजिक सर्किट ने एन्हांसमेंट-मोड डिवाइस को पुल-डाउन स्विच और डिप्लेशन-मोड डिवाइस को लोड या पुल-अप के रूप में उपयोग किया। पुरानी प्रक्रियाओं में निर्मित लॉजिक परिवार जो डिप्लेशन-मोड ट्रांजिस्टर का समर्थन नहीं करते थे, पूर्वव्यापी रूप से एन्हांसमेंट-लोड लॉजिक या संतृप्त-लोड लॉजिक के रूप में संदर्भित होते थे, क्योंकि एन्हांसमेंट-मोड ट्रांजिस्टर आमतौर पर गेट से V से जुड़े होते थे।DD आपूर्ति और संतृप्ति क्षेत्र में संचालित (कभी-कभी द्वार उच्च V के पक्षपाती होते हैंGG वोल्टेज और रैखिक क्षेत्र में संचालित, एक बेहतर शक्ति-विलंब उत्पाद (पीडीपी) के लिए, लेकिन भार तब अधिक क्षेत्र लेता है)।[2] वैकल्पिक रूप से, स्थिर लॉजिक गेट्स के बजाय, डायनेमिक लॉजिक (डिजिटल लॉजिक) जैसे चार-चरण लॉजिक का उपयोग कभी-कभी उन प्रक्रियाओं में किया जाता था जिनमें कमी-मोड ट्रांजिस्टर उपलब्ध नहीं थे।
उदाहरण के लिए, 1971 के इंटेल 4004 में एन्हांसमेंट-लोड सिलिकॉन-गेट पीएमओएस तर्क का इस्तेमाल किया गया था, और 1976 के ज़िलॉग जेड80 में डिप्लेशन-लोड सिलिकॉन-गेट एनएमओएस का इस्तेमाल किया गया था।
इतिहास
पहला MOSFET (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) 1960 में बेल लैब्स में मिस्र के इंजीनियर मोहम्मद एम. अटाला और कोरियाई इंजीनियर डावन कहंग द्वारा प्रदर्शित किया गया था, जो एक एन्हांसमेंट-मोड सिलिकॉन अर्धचालक उपकरण था।[3] 1963 में, आरसीए प्रयोगशालाओं में स्टीव आर. हॉफस्टीन और फ्रेड पी. हेमैन द्वारा कमी- और वृद्धि-मोड MOSFETs दोनों का वर्णन किया गया था।[4] 1966 में, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक में टी.पी. ब्रॉडी और एच.ई. कुनिग ने एन्हांसमेंट- और डिप्लेशन-मोड इंडियम आर्सेनाइड (आईएनए) एमओएस पतली फिल्म ट्रांजिस्टर (टीएफटी) का निर्माण किया।[5][6] 2022 में, पहला डुअल-मोड ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर जो डिप्लेशन मोड और एन्हांसमेंट मोड दोनों में व्यवहार करता है, को कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय-सांता बारबरा की एक टीम द्वारा रिपोर्ट किया गया था।[7]
संदर्भ
- ↑ John J. Adams (2001). Mastering Electronics Workbench. McGraw-Hill Professional. p. 192. ISBN 978-0-07-134483-8.
- ↑ Jerry C. Whitaker (2005). Microelectronics (2nd ed.). CRC Press. p. 6-7–6-10. ISBN 978-0-8493-3391-0.
- ↑ Sah, Chih-Tang (October 1988). "एमओएस ट्रांजिस्टर का विकास-गर्भाधान से वीएलएसआई तक" (PDF). Proceedings of the IEEE. 76 (10): 1280–1326 (1293). Bibcode:1988IEEEP..76.1280S. doi:10.1109/5.16328. ISSN 0018-9219.
- ↑ Hofstein, Steve R.; Heiman, Fred P. (September 1963). "सिलिकॉन इंसुलेटेड-गेट फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर". Proceedings of the IEEE. 51 (9): 1190–1202. doi:10.1109/PROC.1963.2488.
- ↑ Woodall, Jerry M. (2010). III-V सेमीकंडक्टर MOSFETs के मूल तत्व. Springer Science & Business Media. pp. 2–3. ISBN 9781441915474.
- ↑ Brody, T. P.; Kunig, H. E. (October 1966). "A HIGH‐GAIN InAs THIN‐FILM TRANSISTOR". Applied Physics Letters. 9 (7): 259–260. Bibcode:1966ApPhL...9..259B. doi:10.1063/1.1754740. ISSN 0003-6951.
- ↑ Nguyen-Dang, Tung; Visell, Yon; Nguyen, Thuc-Quyen; {et al} (May 2022). "पुन: कॉन्फ़िगर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्व-डोप्ड संयुग्मित पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स पर आधारित दोहरे मोड ऑर्गेनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर". Advanced Materials. doi:10.1002/adma.202200274.
