MOS = Metal Oxyd Silicium 1°) LES TRANSISTORS E

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MOS = Metal Oxyd Silicium
1°) LES TRANSISTORS E-MOS :
Il s'agit d'un transistor à effet de champ dont la grille est isolée du canal par un isolant .
A l'état repos : sans alimentation de l'électrode de commande , il est bloqué : le courant
principal ne circule pas = interrupteur ouvert.
Il ne peut fonctionner qu'en régime d'enrichissement , cela signifie qu'on peut le rendre
conducteur uniquement si on enrichit son canal en électrons.
Symbole du composant :
E MOS canal N E MOS canal P
D : DRAIN S : SOURCE G : GRILLE
La grille étant l'électrode de commande du transistor
Le drain et la source : les électrodes de sortie .
Analogie avec le transistor bipolaire : Grille = Base , Source = Emetteur , Drain =
Collecteur .

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Constitution :
E MOS canal N E MOS canal P
2°)POLARISATION ET FONCTIONNEMENT DU E MOS CANAL N
Montage :
a)On applique entre la grille et la source une tension faiblement positive :

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Il n'y a pas suffisamment de charges positives sur la grille pour repousser les charges
positives du substrat.
Le canal s'ouvre un peu mais les électrons ne peuvent pas circuler du drain vers la
source .
On a donc Id=Is=0 et Vds = Vdd
Du fait qu'il y ait un isolant entre la grille et le substrat , aucun courant ne peut circuler
dans la grille .
On peut commander ce transistor seulement en tension .
La résistance d'entrée de ce transistor est très grande , plusieurs mégohms .On peut
considérer qu'il n'y a pas de consommation au niveau de la grille .
La résistance entre drain et source est également très grande à l'état bloqué (Rds off ).
b)On applique entre la grille et la source une tension fortement positive :
Il y a suffisamment de charges positives sur la grille pour repousser les charges positives
du substrat et permettre ainsi l'ouverture du canal .
Un courant circule du drain vers la source , Id différent de zéro et Vds < Vdd.
Si le canal est pleinement ouvert alors le transistor est saturé , Id = Id maxi et Vds = 0V (
Vds sat ).
Le transistor se comporte comme un interrupteur fermé .

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La résistance entre drain et source à l'état saturé ( Rdson ) est très faible (< 1 ohm).
Il faut appliquer une tension Grille-Source minimum si on veut rendre le transistor
passant
Cette tension s'appelle : Vgsth ( th = threshold = seuil )
Si Vgs < Vgsth alors transistor bloqué
Si Vgs > Vgsth alors transistor saturé
Les transistors E MOS sont généralement utilisés en COMMUTATION
c)On applique entre la grille et la source une tension négative:
Les charges négatives sur la grille attirent des charges positives du substrat .
Le canal a donc tendance à se fermer encore plus .
Aucun courant ne peut circuler entre le drain et la source .
On a donc Id = 0 et Vds = Vdd. Le transistor est bloqué.
d)Caractéristique de grille : Id = f ( Vgs )

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On obtient la caractéristique suivante :
Tant que Vgs < Vgsth , Id = 0
Cette courbe a une forme parabolique dont l'équation est : Id = K.(Vgs - Vgsth)2
K est une constante de proportionnalité qui dépend du MOS utilisé , les constructeurs
donnent généralement les coordonnées d'un point (Vgs1 , Id1 ).
Exemple : Un transistor E MOS a les caractéristiques suivantes : Id1 = 8 mA ; Vgs1 =
5V ; Vgsth = 3V
On obtient K = 0.002 , d' ou l'équation de la caractéristique de grille :
Id( mA ) = 0.002.(Vgs - 3)2
e)Caractéristique de sortie : Id = f( Vds ) avec Vgs = constante .