Hva er en MOSFET-transistor?
En MOSFET-transistor er en halvlederenhet som bytter eller forsterker signaler i elektroniske enheter. MOSFET er et forkortelse for felt-effekttransistor for metall – oksid – halvleder. Navnet kan på forskjellige måter skrives som MOSFET, MOS FET eller MOS-FET; begrepet MOSFET-transistor er ofte brukt, til tross for at det er overflødig. Hensikten med en MOSFET-transistor er å påvirke strømmen av elektriske ladninger gjennom en enhet ved å bruke små mengder strøm for å påvirke strømmen av mye større mengder. MOSFET-er er de mest brukte transistorer innen moderne elektronikk.
MOSFET-transistoren er allestedsnærværende i moderne liv, fordi den er den transistortypen som oftest brukes i integrerte kretsløp, som er grunnlaget for nesten alle moderne datamaskiner og elektroniske enheter. MOSFET-transistoren er godt egnet for denne rollen på grunn av det lave strømforbruket og spredningen, lave spillvarmen og lave massekostnader. En moderne integrert krets kan inneholde milliarder av MOSFET-er. MOSFET-transistorer er til stede i enheter som spenner fra mobiltelefoner og digitale klokker til enorme superdatamaskiner som brukes til komplekse vitenskapelige beregninger innen felt som klimatologi, astronomi og partikkelfysikk.
En MOSFET har fire halvlederterminaler, kalt kilden, porten, avløpet og kroppen. Kilden og avløpet er plassert i kroppen til transistoren, mens porten er over disse tre terminalene, plassert mellom kilden og avløpet. Porten er atskilt fra de andre terminalene ved et tynt isolasjonslag.
En MOSFET kan utformes for å bruke enten negativt ladede elektroner eller positivt ladede elektronhull som elektriske ladningsbærere. Kilden, porten og avløpsterminalene er designet for å ha et overskudd av enten elektroner eller elektronhull, noe som gir hver en negativ eller positiv polaritet. Kilden og avløpet er alltid den samme polariteten, og porten er alltid den motsatte polariteten til kilden og avløpet.
Når spenningen mellom karosseriet og porten økes og porten mottar en elektrisk ladning, blir elektriske ladningsbærere med samme ladning frastøtt fra porten, og skaper det som kalles et utarmingsområde. Hvis dette området blir stort nok, vil det skape det som kalles et inversjonslag ved grensesnittet mellom de isolerende og halvledende lagene, og gir en kanal hvor ladningsbærere med motsatt polaritet i porten lett kan flyte. Dette lar store mengder strøm strømme fra kilden til avløpet. Som alle felteffekttransistorer bruker hver MOSFET-transistor enten positive eller negative ladningsbærere.
MOSFET-transistorer er hovedsakelig laget av silisium eller en silisium-germanium-legering. Egenskapene til halvlederterminalene kan endres ved å tilsette små urenheter av stoffer som bor, fosfor eller arsen, en prosess som kalles doping. Porten er vanligvis laget av polykrystallinsk silisium, selv om noen MOSFET-er har porter laget av polysilisium legert med metaller som titan, wolfram eller nikkel. Ekstremt små transistorer bruker porter laget av metaller som volfram, tantal eller titannitrid. Det isolerende laget er vanligvis laget av silisiumdioksyd (SO 2 ), selv om andre oksydforbindelser også brukes.