Podręcznik

Bezzłączowe tranzystory MOS są czymś w rodzaju rezystorów o sterowanej bramką rezystancji. Kanał o bardzo małej grubości jest tego samego typu, co źródło i dren. Napięcie bramki zależnie od wielkości i znaku powoduje przyciąganie nośników ładunku do kanału lub ich wypychanie, co powoduje zmiany rezystancji kanału. Idea tranzystora bezzłączowego pokazana jest na rysunku 5-11.

Rysunek 5‑13. Idea tranzystora bezzłączowego MOS

Charakterystyki prądowo-napięciowe tranzystorów bezzłączowych są podobne do charakterystyk tradycyjnych tranzystorów MOS, mogą być zarówno z kanałem typu n, jak i typu p. Można więc z nich budować układy podobne do już nam znanych. Tranzystory bezzłączowe cechuje wyjątkowo korzystny stosunek prądu tranzystora włączonego do prądu tranzystora w stanie wyłączenia – może on sięgać nawet 9 rzędów wielkości, czego nie osiągają inne rodzaje tranzystorów, które omawialiśmy. Oznacza to, że statyczny pobór mocy w układach z takimi tranzystorami będzie wyjątkowo mały. Rysunek 5-12 pokazuje jedną z praktycznie przebadanych struktur tranzystorowych tego typu – ang. „vertical slit field effect transistor” (VeSFET). 

Rysunek 5‑11. Tranzystor bezzłączowy typu VeSFET (rysunek © W. Mały)

Tranzystor taki ma dwie symetryczne bramki. Jedną z nich można wykorzystać do regulacji napięcia progowego tranzystora (podobnie jak w tranzystorach FDSOI – punkt 5.1.3), możliwe są też inne, jeszcze mało zbadane, ciekawe rozwiązania układowe. Rysunek 5-13 pokazuje zmierzoną charakterystykę podprogową takiego tranzystora.

Rysunek 5‑12. Przykładowa charakterystyka podprogowa tranzystora VeSFET (obie bramki zwarte)

Warto dodać, że koncepcja tranzystora VeSFET jest autorstwa Wojciecha Małego, profesora Carnegie Mellon University w Pittsburgu (USA) oraz Politechniki Warszawskiej. Czy tranzystory bezzłączowe wejdą do praktyki przemysłowej? Nie wiadomo. Są pod wieloma względami lepsze od omawianych w punkcie 5.1.3 tranzystorów FinFET i FDSOI, ale nie ma jeszcze przemysłowej technologii tranzystorów bezzłączowych, podczas gdy układy z tranzystorami FinFET i FDSOI są produkowane przez wielu wytwórców.