O que é um transistor MOSFET?
Um transistor MOSFET é um dispositivo semicondutor que alterna ou amplifica sinais em dispositivos eletrônicos. MOSFET é um acrônimo para transistor de efeito de campo semicondutor de óxido de metal. O nome pode ser escrito de várias formas como MOSFET, MOS FET ou MOS-FET; o termo transistor MOSFET é comumente usado, apesar de sua redundância. O objetivo de um transistor MOSFET é afetar o fluxo de cargas elétricas através de um dispositivo, usando pequenas quantidades de eletricidade para influenciar o fluxo de quantidades muito maiores. Os MOSFETs são os transistores mais usados na eletrônica moderna.
O transistor MOSFET é onipresente na vida moderna porque é o tipo de transistor mais comumente usado em circuitos integrados, a base de quase todos os computadores e dispositivos eletrônicos modernos. O transistor MOSFET é adequado para essa função devido ao seu baixo consumo e dissipação de energia, baixo calor residual e baixos custos de produção em massa. Um circuito integrado moderno pode conter bilhões de MOSFETs. Os transistores MOSFET estão presentes em dispositivos que variam de telefones celulares e relógios digitais a enormes supercomputadores usados para cálculos científicos complexos em áreas como climatologia, astronomia e física de partículas.
Um MOSFET possui quatro terminais semicondutores, chamados de fonte, porta, dreno e corpo. A fonte e o dreno estão localizados no corpo do transistor, enquanto o portão está acima desses três terminais, posicionados entre a fonte e o dreno. O portão é separado dos outros terminais por uma fina camada de isolamento.
Um MOSFET pode ser projetado para usar elétrons carregados negativamente ou orifícios de elétrons carregados positivamente como portadores de carga elétrica. Os terminais de fonte, porta e dreno são projetados para ter um excesso de elétrons ou orifícios de elétrons, dando a cada uma polaridade negativa ou positiva. A fonte e o dreno são sempre a mesma polaridade, e o portão é sempre a polaridade oposta da fonte e do dreno.
Quando a tensão entre o corpo e o portão é aumentada e o portão recebe uma carga elétrica, os portadores de carga elétrica da mesma carga são repelidos da área do portão, criando o que é chamado de região de esgotamento. Se essa região se tornar grande o suficiente, criará o que é chamado de camada de inversão na interface das camadas isolante e semicondutora, fornecendo um canal no qual os portadores de carga da polaridade oposta do portão possam fluir facilmente. Isso permite que grandes quantidades de eletricidade fluam da fonte para o dreno. Como todos os transistores de efeito de campo, cada transistor MOSFET individual utiliza exclusivamente portadores de carga positiva ou negativa.
Os transistores MOSFET são feitos principalmente de silício ou uma liga de silício-germânio. As propriedades dos terminais semicondutores podem ser alteradas adicionando pequenas impurezas de substâncias como boro, fósforo ou arsênico, um processo chamado doping. O portão geralmente é feito de silício policristalino, embora alguns MOSFETs possuam portões feitos de polissilício com ligas de metais como titânio, tungstênio ou níquel. Transistores extremamente pequenos usam portões feitos de metais como tungstênio, tântalo ou nitreto de titânio. A camada isolante é mais comumente feita de dióxido de silício (SO2), embora outros compostos de óxido também sejam utilizados.