MOStransistori

I MOS transistori, o MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), sono transistor a effetto di campo in cui la conduttanza del canale tra source e drain è controllata dalla tensione applicata al gate, isolato dal canale da uno strato di ossido. Il dispositivo ha tipicamente tre terminali: source, drain e gate; il substrato può fungere da corpo. Il canale si forma nel silicio quando la tensione di gate induce una regione di inversione.

I MOS presentano elevata impedenza di ingresso e consumano bassa potenza statica. Esistono due principali polarità del canale: NMOS e PMOS. Inoltre i MOS si distinguono in enhancement-mode, che richiede una tensione di gate per creare il canale, e depletion-mode, che conduce già a zero bias di gate e può essere modulato.

La forma di integrazione più diffusa è la tecnologia CMOS (complementary MOS), che combina NMOS e PMOS su un substrato comune per ridurre le perdite di potenza in stato stazionario. I MOS sono alla base della maggior parte della logica digitale moderna, delle memorie e di numerosi circuiti analogici, oltre che di dispositivi di potenza.

Storia e sviluppo: i MOS transistori furono descritti nel 1960 da Mohamed Atalla e Dawon Kahng; divennero componenti chiave nell’industria dei circuiti integrati e, a partire dagli anni settanta, la tecnologia CMOS divenne dominante per logiche e memoria. Nei processi moderni si impiegano ossidi ad alta costante dielettrica e gate metallici per migliorare l’affidabilità e le prestazioni su scala nanometrica.

Aspetti di progetto e affidabilità includono la gestione della soglia, l’effetto corpo, i leakage e fenomeni come hot-carrier injection e bias-temperature instability, che richiedono layout e materiali avanzati.