Hvad er en MOSFET-transistor?
En MOSFET-transistor er en halvlederenhed, der skifter eller forstærker signaler i elektroniske enheder. MOSFET er et forkortelse for metal-oxid-halvleder-felteffekttransistor. Navnet kan på forskellige måder skrives som MOSFET, MOS FET eller MOS-FET; udtrykket MOSFET-transistor bruges ofte på trods af sin redundans. Formålet med en MOSFET-transistor er at påvirke strømmen af elektriske ladninger gennem en enhed ved at bruge små mængder elektricitet til at påvirke strømmen af meget større mængder. MOSFET'er er de mest almindeligt anvendte transistorer inden for moderne elektronik.
MOSFET-transistoren er allestedsnærværende i det moderne liv, fordi det er den transistortype, der oftest bruges i integrerede kredsløb, grundlaget for næsten alle moderne computere og elektroniske enheder. MOSFET-transistoren er velegnet til denne rolle på grund af dets lave strømforbrug og spredning, lave spildvarme og lave masseproduktionsomkostninger. Et moderne integreret kredsløb kan indeholde milliarder af MOSFET'er. MOSFET-transistorer er til stede i enheder, der spænder fra mobiltelefoner og digitale ure til enorme supercomputere, der bruges til komplekse videnskabelige beregninger inden for områder som klimatologi, astronomi og partikelfysik.
En MOSFET har fire halvlederterminaler, kaldet kilden, porten, drænet og kroppen. Kilden og afløbet er placeret i transistorns krop, mens porten er over disse tre terminaler, der er placeret mellem kilden og afløbet. Porten adskilles fra de andre klemmer med et tyndt isoleringslag.
En MOSFET kan designes til at bruge enten negativt ladede elektroner eller positivt ladede elektronhuller som elektriske ladningsbærere. Kilden, porten og afløbsterminalerne er designet til at have et overskud af enten elektroner eller elektronhuller, hvilket giver hver en negativ eller positiv polaritet. Kilden og afløbet er altid den samme polaritet, og porten er altid den modsatte polaritet for kilden og afløbet.
Når spændingen mellem kroppen og porten øges, og porten modtager en elektrisk ladning, udvises elektriske ladningsbærere med den samme ladning fra portens område, hvilket skaber det, der kaldes et udtømningsregion. Hvis dette område bliver stort nok, skaber det det, der kaldes et inversionslag ved grænsefladen mellem de isolerende og halvledende lag, hvilket giver en kanal, hvor ladningsbærere med den modsatte polaritet i porten let kan flyde. Dette tillader store mængder elektricitet at strømme fra kilden til afløbet. Som alle felteffekttransistorer bruger hver enkelt MOSFET-transistor enten positive eller negative ladningsbærere.
MOSFET-transistorer er primært fremstillet af silicium eller en silicium-germanium-legering. Halvlederterminalernes egenskaber kan ændres ved at tilføje små urenheder af stoffer som bor, fosfor eller arsen, en proces kaldet doping. Porten er normalt lavet af polykrystallinsk silicium, skønt nogle MOSFET'er har porte fremstillet af polysilicium legeret med metaller såsom titan, wolfram eller nikkel. Ekstremt små transistorer bruger porte fremstillet af metaller såsom wolfram, tantal eller titannitrid. Det isolerende lag er oftest lavet af siliciumdioxid (SO 2 ), skønt der også anvendes andre oxidforbindelser.