linlin9 2012-9-8 11:18
MOSFET
金屬氧化物半導體場效電晶體，簡稱金氧半場效電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSfET,金氧半場效電晶體）是一種可以廣泛使用在類比電路與數位電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其「通道」的極性不同，可分為電子占多數的N通道型與電洞占多數的P通道型，通常又稱為N型金氧半場效電晶體（NMOSFET）與P型金氧半場效電晶體（PMOSFET）。
從目前的角度來看金氧半場效電晶體（MOSFET）的命名，事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET裡代表金屬「metal」的第一個字母M，在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體的閘極使用金屬作為其材料，但隨著半導體技術的進步，現代的金氧半場效電晶體閘極早已用多晶矽取代了金屬。
金氧半場效電晶體在概念上屬於「絕緣閘極場效電晶體」（Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET）。而IGFET的閘極絕緣層，有可能是其他物質，而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET，但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。
金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方，依照其操作電壓的不同，這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃（Å）不等，通常材料是二氧化矽（SiO2），不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化矽（silicon oxynitride, SiON）做為氧化層之用。
今日半導體元件的材料通常以矽為首選，但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程，當中最著名的例如IBM使用矽與鍺的混合物所發展的矽鍺製程（SiGe process）。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料，如砷化鎵（GaAs），因為無法在表面長出品質夠好的氧化層，所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。
當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時，電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷，而這時就會形成所謂的「反轉通道」（inversion channel）。通道的極性與其汲極（drain）與源極相同，假設汲極和源極是n型，那麼通道也會是n型。通道形成後，金氧半場效電晶體即可讓電流通過，而依據施於閘極的電壓值不同，可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。