LE TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP MOS

 

Julius Edgar Lilienfeld
1882 - 1963

Physicien et Inventeur allemand

 John Martin Atalla
1924 - 2009

Physicien américain

 Dawon Kahng
1931 - 1992

Physicien coréen

 

En 1926,

 Lilienfeld physicien allemand est employé à l'université de Leipzig où il travaille sur la production des gaz liquides. Fuyant l'antisémitisme, il émigre aux Etats Unis en 1927.  dépose un brevet qui sera considéré comme l'ancêtre du MOS FET puis un second en 1928 mais il ne parviendra pas à faire fonctionner un composant. Il semble que Lilienfeld n'ait pu s'affranchir des effets de surface du semi-conducteur

Figure illustrant le premier brevet en 1926 brevet de 1928

 

1960

 

 

John Martin Atalla, est né à Port Saïd en Egypte. Il fait ses études aux Etats Unis à l'université Purdue. Il obtient son doctorat en 1949 et  est recruté par les laboratoires Bell. Il étudie les effets de surface des semi conducteurs.  Atalla et son collègue Dawon Kahng parviennent à fabriquer le premier MOS en fonctionnement. Le terme MOS est comme vous pouvez le voir sur les figures ci dessous l'abrégé des trois couches qui constituent ce composant Métal - Oxyde - Semi-conducteur. Ce composant étaient prévu de longue date mais personne n'avait pu en réaliser un qui puisse fonctionner. Les effets de surface ne permettaient pas de rendre ce fonctionnement possible, ce sont les travaux de Frosch et Derick qui l'ont rendu possible.

Les travaux d'Atalla et Kahng arrivaient à un moment où ils n'étaient pas attendus, ils demeurèrent alors sans suite. Cependant les Ingénieurs de Fairchild et RCA furent intéressés et purent convaincre leurs sociétés de l'intérêt d'un tel transistor. Chez RCA Karl Zaininger et Charles Meuller produisirent un MOS dés 1960 et en 1962 Fred Heiman et Steven Hofstein produisirent un premier circuit intégré contenant 16 transistors.

Il existe deux types de transistor MOS, le MOS à appauvrissement et le MOS à enrichissement. Bien sûr ces deux types de transistor peuvent être réalisés en canal N ou P
( ces figures sont extraites du cours sur la technologie des circuits intégrés inclus dans ce site

Steven Hofstein et la projection du circuit intégré à 16 transistors  

Il existe deux types de transistor MOS, le MOS à appauvrissement et le MOS à enrichissement. Bien sûr ces deux types de transistor peuvent être réalisés en canal N ou P
( ces figures sont extraites du cours sur la technologie des circuits intégrés inclus dans ce site

Le MOS à appauvrissement:
si vous appliquez une différence de potentiel entre Source et Drain , en l'absence de commande de grille, comme il y a continuité N un courant peut passer. Si nous appliquons une tension négative sur la grille, les porteurs N qui se trouvent dans le canal sont repoussés vers le substrat, le silicium du canal s'appauvrit , il devient plus résistif le courant diminue et peut s'interrompre complètement si la tension est suffisamment importante.		 Le MOS à enrichissement :
En l'absence de commande de grille, si nous appliquons une différence de potentiel entre source et drain aucun courant ne peut circuler. Pour rendre le transistor passant, il est nécessaire d'appliquer sur la grille une tension positive qui va permettre d'attirer sous le grille des porteurs N en provenance des deux caissons N+ ( marqués + car fortement dopés et non pas positifs) lorsque suffisamment de charge sont attirées, un continuité N rend le transistor passant

 

Les étapes jusqu'aux CCD
 
Numéro de la Fiche 109
Dernière mise à jour 29-11-2013