Τρανζίστορ ενισχυμένο με PMOS

Τα τελευταία χρόνια, τα βελτιωμένα τρανζίστορ PMOS (επίσημα γνωστά ως τρανζίστορ ημιαγωγού οξειδίου μετάλλου p-channel) έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή στη βιομηχανία ημιαγωγών. Λόγω της εξαιρετικής κατανάλωσης ενέργειας και της απόδοσής τους, τα βελτιωμένα τρανζίστορ PMOS έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως και έχουν γίνει σημαντικό ερευνητικό σημείο σε βιομηχανίες υψηλών επιπτώσεων.

Τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS έχουν εξελιχθεί από την υποδομή PMOS. Στα τρανζίστορ PMOS, η αγωγιμότητα επιτυγχάνεται με το σχηματισμό καναλιών τύπου n σε ένα υπόστρωμα τύπου p, αναγκάζοντας τα ηλεκτρόνια να αντιστραφούν. Αλλά αυτή η διαρροή προκαλεί έλλειψη απόδοσης του τρανζίστορ PMOS σε σενάρια λειτουργίας χαμηλής ισχύος. Επομένως, τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS βελτιώνονται με βάση τη δομή του τρανζίστορ PMOS, αντικαθιστώντας την υψηλή σύνθετη αντίσταση των καναλιών τύπου n στα τρανζίστορ PMOS με ενεργές περιοχές πηγής/αποχέτευσης τύπου n. Αυτή η βελτίωση μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την κατανάλωση ενέργειας που προκαλείται από διαρροή και να βελτιώσει την απόδοση των τρανζίστορ.

Η εμφάνιση βελτιωμένων τρανζίστορ PMOS είναι κυρίως για να καλύψει τις ελλείψεις του PMOS σε σενάρια εφαρμογής χαμηλής ισχύος. Σε σενάρια εργασίας χαμηλής ισχύος, τα τρανζίστορ PMOS που είναι αναποτελεσματικά λόγω διαρροής αποτελούσαν πάντα πρόβλημα σε σύγκριση με τα τρανζίστορ NMOS. Ως εκ τούτου, η εμφάνιση βελτιωμένων τρανζίστορ PMOS παρέχει μια νέα διαδρομή για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Επιπλέον, τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS έχουν και άλλα μοναδικά πλεονεκτήματα.

Πρώτον, τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS έχουν καλό εύρος ζώνης και ταχύτητα. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η διασταύρωση PN μεταξύ της σύνδεσης ενεργής περιοχής και του υποστρώματος στη δομή σχεδιασμού των ενισχυμένων τρανζίστορ PMOS βοηθά στη βελτίωση της ταχύτητας του τρανζίστορ, βελτιώνοντας σημαντικά την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων.

Δεύτερον, τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS έχουν χαμηλότερα ρεύματα διαρροής. Όταν ο σωλήνας του τρανζίστορ δεν λειτουργεί, το ρεύμα διαρροής του τρανζίστορ υπάρχει πάντα, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική κατανάλωση ενέργειας. Η βελτιωμένη δομή των βελτιωμένων τρανζίστορ PMOS μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το ρεύμα διαρροής, μειώνοντας έτσι την κατανάλωση ενέργειας.

Επιπλέον, τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS αντικαθιστούν την κατασκευή NMOS στο CMOS σε σύγκριση με έναν άλλο τύπο τρανζίστορ - τα τρανζίστορ CMOS. Σε σχέδια DRAM υψηλής πυκνότητας που βασίζονται σε μονάδες 1T-DRAM, η απόδοση των βελτιωμένων τρανζίστορ PMOS μπορεί να φτάσει το διπλάσιο της τροφοδοσίας 0,8V κάτω από τις ίδιες συνθήκες περιοχής. Επομένως, τα βελτιωμένα τρανζίστορ PMOS έχουν μεγαλύτερες προοπτικές ανάπτυξης στο σχεδιασμό DRAM υψηλής πυκνότητας.

Εν τω μεταξύ, τα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS μπορούν επίσης να βελτιώσουν την απόδοση και τη σταθερότητά τους εισάγοντας τεχνικές επεξεργασίας όπως η μικροδομή και η επιταξία, επεκτείνοντας το εύρος εφαρμογής τους. Για παράδειγμα, υπό έγχυση ρεύματος χαμηλής δέσμης, η απόδοση των βελτιωμένων τρανζίστορ PMOS μπορεί να βελτιωθεί κατά περίπου 30%. Επιπλέον, ο καθαρισμός των επιταξιακών κρυστάλλων οξειδίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την επίδραση των ακαθαρσιών οξυγόνου στα ενισχυμένα τρανζίστορ PMOS, να βελτιώσει την αξιοπιστία και τη σταθερότητά τους.

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