ह्रास एवं संवर्द्धन मोड
क्षेत्रीय प्रभावी ट्रांजिस्टर (FETs) में ह्रास एवं संवर्द्धन मोड दो प्रमुख ट्रांजिस्टर प्रकार के हैं, इस प्रकार ट्रांजिस्टर भले ही सक्रिय अवस्था में हो या शून्य गेट स्रोत वोल्टेज पर निष्क्रिय अवस्था में हो।
संवर्द्धन मोड मॉस्फेटs (धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक FETs) को अधिकांशतः एकीकृत परिपथ में सामान्य स्विचिंग तत्व के रूप में उपयोग करते हैं। ये उपकरण शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर निष्क्रिय हो जाते हैं। एनएमओएस को स्रोत वोल्टेज से अधिक गेट वोल्टेज को अधिक सक्रिय किया जा सकता है, पीएमओएस को स्रोत वोल्टेज से कम गेट वोल्टेज को अधिक सक्रिय किया जा सकता है। इस प्रकार अधिकांश परिपथों में संवर्द्धन मोड मॉस्फेट के गेट वोल्टेज को उसके ड्रेन वोल्टेज की ओर की अधिकता इसे सक्रिय कर देती है।
ह्रास मोड मॉस्फेट में किसी उपकरण को सामान्य रूप से शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर होता है। ऐसे उपकरणों का उपयोग तर्क परिपथ में लोड प्रतिरोध के रूप में किया जाता है, इस प्रकार उदाहरण के लिए ह्रास-लोड एनएमओएस तर्क में एन-टाइप ह्रास-लोड उपकरण के लिए, थ्रेसहोल्ड वोल्टेज लगभग -3 V हो सकता है, इसलिए गेट 3 V नेगेटिव खींचकर इसे निष्क्रिय किया जा सकता है, इस प्रकार ड्रेन, तुलनात्मक रूप से, एनएमओएस में स्रोत से अधिक धनात्मक है। पीएमओएस में, ध्रुवताएं उलट जाती हैं।
इस प्रकार मोड को थ्रेसहोल्ड वोल्टेज के संकेत द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, इस बिंदु पर स्रोत वोल्टेज के सापेक्ष गेट वोल्टेज जहां चैनल में एक व्युत्क्रम परत बनती है: इस कारण एन-टाइप एफईटी के लिए, संवर्द्धन मोड उपकरण में धनात्मक थ्रेसहोल्ड और कमी होती है -मोड उपकरणों में ऋणात्मक सीमाएँ होती हैं, जिसके आधार पर पी-टाइप एफईटी के लिए, संवर्द्धन मोड में नेगेटिव और ह्रास-मोड में धनात्मक होता है।
| एनएमओएस | पीएमओएस | |
|---|---|---|
| वृद्धि मोड | Vd > Vs (typ) on: Vg ≥ Vs + 3V off: Vg ≤ Vs |
Vd < Vs (typ) on: Vg ≤ Vs − 3V off: Vg ≥ Vs |
| रिक्तीकरण मोड | 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) ह्रास मोड हैं, क्योंकि गेट जंक्शन बायस को आगे बढ़ाएगा यदि गेट को ड्रेन वोल्टेज की ओर स्रोत से थोड़ा अधिक लिया गया हो। इस प्रकार ऐसे उपकरणों का उपयोग गैलियम आर्सेनाइड और जर्मेनियम चिप्स में किया जाता है, जहां ऑक्साइड इंसुलेटर बनाना कठिन होता है।
वैकल्पिक शब्दावली
कुछ सूत्रों के आधार पर इस लेख में ह्रास एवं संवर्द्धन मोड के रूप में वर्णित उपकरण के प्रकारों के लिए ह्रास एवं संवर्द्धन मोड और गेट-सोर्स वोल्टेज शून्य से किस दिशा के लिए मोड शर्तों को लागू करते हैं।[1] इस प्रकार गेट वोल्टेज को ड्रेन वोल्टेज की ओर ले जाने से चैनल में चालन में वृद्धि होती है, इसलिए यह ऑपरेशन के संवर्द्धन मोड को परिभाषित करता है, जबकि गेट को ड्रेन से दूर ले जाने से चैनल कम हो जाता है, इसलिए यह कमी मोड को परिभाषित करता है।
वृद्धि-भार और कमी-भार तर्क समूह
ह्रास-लोड एनएमओएस तर्क उस तर्क समूह को संदर्भित करता है जो 1970 के दशक के उत्तरार्ध में सिलिकॉन वीएलएसआई में प्रभावी हो गया था, इस प्रकार की प्रक्रिया ने संवर्द्धन मोड और ह्रास-मोड ट्रांजिस्टर दोनों का समर्थन किया, और विशिष्ट तर्क परिपथ ने संवर्द्धन मोड उपकरण को पुल-डाउन स्विच और ह्रास-मोक्षेत्रीय प्रभावी ट्रांजिस्टर ड उपकरण को लोड या पुल-अप के रूप में उपयोग किया। इस प्रकार पुरानी प्रक्रियाओं में निर्मित तर्क समूह जो ह्रास-मोड ट्रांजिस्टर का समर्थन नहीं करते थे, इस प्रकार पूर्वव्यापी रूप से संवर्द्धन मोड तर्क या संतृप्त-लोड तर्क के रूप में संदर्भित होते थे, क्योंकि इस प्रकार संवर्द्धन मोड ट्रांजिस्टर सामान्यतः गेट से VDD से जुड़े होते थे। इस प्रकार आपूर्ति और संतृप्ति क्षेत्र में संचालित कभी-कभी द्वार उच्च V के पक्षपाती होते हैंGG वोल्टेज और रैखिक क्षेत्र में संचालित, एक उत्तम शक्ति-विलंब उत्पाद (पीडीपी) के लिए, लेकिन भार तब अधिक क्षेत्र लेता है।[2] वैकल्पिक रूप से, स्थिर तर्क गेट्स के बजाय, डायनेमिक तर्क (डिजिटल तर्क) जैसे चार-चरण तर्क का उपयोग कभी-कभी उन प्रक्रियाओं में किया जाता था जिनमें ह्रास मोड ट्रांजिस्टर उपलब्ध नहीं थे।
उदाहरण के लिए, 1971 के इंटेल 4004 में संवर्द्धन मोड सिलिकॉन-गेट पीएमओएस तर्क का उपयोग किया गया था, और 1976 के ज़िलॉग जेड80 में ह्रास-लोड सिलिकॉन-गेट एनएमओएस का उपयोग किया गया था।
इतिहास
पहला मॉस्फेट धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक 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 इस प्रकार संवर्द्धन मोड सिलिकॉन अर्धचालक उपकरण था।[3] 1963 में, आरसीए प्रयोगशालाओं में स्टीव आर. हॉफस्टीन और फ्रेड पी. हेमैन द्वारा संवर्द्धन और ह्रास-मोड मॉस्फेट दोनों का वर्णन किया गया था।[4] इस प्रकार 1966 में, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक में टी.पी. ब्रॉडी और एच.ई. कुनिग ने संवर्द्धन और ह्रास-मोड इंडियम आर्सेनाइड (आईएनए) एमओएस टीएफटी का निर्माण किया था।[5][6] 2022 में, पहला डुअल-मोड ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर जो ह्रास मोड और संवर्द्धन मोड दोनों में व्यवहार करता है, जिसको कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय-सैंटा बारबरा की 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.
