MOSFETトランジスタとは？

MOSFETトランジスタは、電子デバイスの信号を切り替えたり増幅したりする半導体デバイスです。 MOSFETは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタの頭字語です。 名前は、MOSFET、MOS FET、またはMOS-FETとしてさまざまに書くことができます。 MOSFETトランジスタという用語は、冗長性にもかかわらず一般的に使用されています。 MOSFETトランジスタの目的は、少量の電気を使用してはるかに大量のフローに影響を与えることにより、デバイスを通る電荷のフローに影響を与えることです。 MOSFETは、最新の電子機器で最も一般的に使用されるトランジスタです。

MOSFETトランジスターは、ほとんどすべての現代のコンピューターおよび電子デバイスの基礎である集積回路で最も一般的に使用されるトランジスター型であるため、現代の生活に遍在しています。 MOSFETトランジスタは、低消費電力と低消費、低排熱、低量産コストにより、この役割に最適です。 最新の集積回路には、数十億個のMOSFETを含めることができます。 MOSFETトランジスタは、携帯電話やデジタル時計から、気候学、天文学、素粒子物理学などの分野での複雑な科学計算に使用される巨大なスーパーコンピューターに至るまでのデバイスに存在します。

MOSFETには、ソース、ゲート、ドレイン、およびボディと呼ばれる4つの半導体端子があります。 ソースとドレインはトランジスタのボディにあり、ゲートはソースとドレインの間に位置するこれらの3つの端子の上にあります。 ゲートは、薄い絶縁層によって他の端子から分離されています。

MOSFETは、電荷キャリアとして負に帯電した電子または正に帯電した電子ホールを使用するように設計できます。 ソース、ゲート、およびドレイン端子は、過剰な電子または電子ホールを持つように設計されており、それぞれに負または正の極性を与えます。 ソースとドレインは常に同じ極性であり、ゲートは常にソースとドレインの反対の極性です。

ボディとゲート間の電圧が増加し、ゲートが電荷を受け取ると、同じ電荷の電荷キャリアがゲートの領域から反発され、いわゆる空乏領域が作成されます。 この領域が十分に大きくなると、絶縁層と半導体層の界面にいわゆる反転層が作成され、ゲートの反対極性の電荷キャリアが容易に流れることができるチャネルが提供されます。 これにより、大量の電気がソースからドレインに流れることができます。 すべての電界効果トランジスタと同様に、各MOSFETトランジスタは、正または負の電荷キャリアのみを使用します。

MOSFETトランジスタは、主にシリコンまたはシリコンゲルマニウム合金で作られています。 半導体端子の特性は、ドーピングと呼ばれるプロセスである、ホウ素、リン、ヒ素などの物質の小さな不純物を追加することで変更できます。 ゲートは通常多結晶シリコンで作られていますが、一部のMOSFETには、チタン、タングステン、ニッケルなどの金属と合金化されたポリシリコンで作られたゲートがあります。 非常に小さなトランジスタは、タングステン、タンタル、窒化チタンなどの金属で作られたゲートを使用します。 絶縁層は最も一般的には二酸化ケイ素（SO ₂ ）で作られていますが、他の酸化物化合物も使用されます。