MOSFET ทรานซิสเตอร์คืออะไร?

MOSFET ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่สลับหรือขยายสัญญาณในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ MOSFET เป็นตัวย่อสำหรับทรานซิสเตอร์ฟิลด์ผลโลหะ - ออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์ ชื่อสามารถเขียนได้หลากหลายเป็น MOSFET, MOS FET หรือ MOS-FET; คำ MOSFET ทรานซิสเตอร์มักใช้แม้จะมีความซ้ำซ้อน วัตถุประสงค์ของทรานซิสเตอร์ MOSFET คือส่งผลต่อการไหลของประจุไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์โดยใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยเพื่อส่งผลต่อการไหลของจำนวนที่มากขึ้น MOSFETs เป็นทรานซิสเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

MOSFET ทรานซิสเตอร์นั้นแพร่หลายในชีวิตสมัยใหม่เพราะมันเป็นทรานซิสเตอร์ชนิดที่ใช้กันมากที่สุดในวงจรรวมพื้นฐานของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยเกือบทั้งหมด ทรานซิสเตอร์ MOSFET นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับบทบาทนี้เนื่องจากการใช้พลังงานและการกระจายต่ำ, ความร้อนเหลือทิ้งต่ำและต้นทุนการผลิตต่ำ วงจรรวมที่ทันสมัยสามารถมี MOSFET ได้นับพันล้าน ทรานซิสเตอร์ MOSFET มีอยู่ในอุปกรณ์ตั้งแต่โทรศัพท์มือถือและนาฬิกาดิจิตอลไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่ใช้สำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนในสาขาต่าง ๆ เช่นอุตุนิยมวิทยาดาราศาสตร์และฟิสิกส์ของอนุภาค

MOSFET มีสี่ขั้วเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าแหล่งประตูท่อระบายน้ำและร่างกาย แหล่งที่มาและท่อระบายน้ำจะอยู่ในร่างกายของทรานซิสเตอร์ในขณะที่ประตูอยู่เหนืออาคารทั้งสามตั้งอยู่ระหว่างแหล่งที่มาและท่อระบายน้ำ ประตูถูกแยกออกจากขั้วอื่น ๆ โดยชั้นฉนวนบาง ๆ

MOSFET สามารถออกแบบให้ใช้อิเล็กตรอนที่มีประจุลบหรือหลุมอิเล็กตรอนที่มีประจุบวกเป็นประจุพาหะไฟฟ้า ขั้วแหล่งที่มาประตูและท่อระบายน้ำถูกออกแบบมาให้มีอิเล็กตรอนหรือหลุมอิเล็กตรอนมากเกินไปทำให้ขั้วบวกหรือขั้วบวก แหล่งที่มาและท่อระบายน้ำมักจะมีขั้วเดียวกันเสมอและประตูจะเป็นขั้วตรงข้ามของแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำเสมอ

เมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวถังและเกตเพิ่มขึ้นและเกตได้รับประจุไฟฟ้าพาหะของประจุไฟฟ้าที่มีประจุเดียวกันจะถูกผลักออกจากบริเวณประตูซึ่งจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าพื้นที่พร่อง หากภูมิภาคนี้มีขนาดใหญ่พอมันจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าเลเยอร์ผกผันที่อินเทอร์เฟซของเลเยอร์ฉนวนและเซมิคอนดักเตอร์ให้ช่องทางที่ประจุพาหะของขั้วตรงข้ามของเกตสามารถไหลได้อย่างง่ายดาย นี้ช่วยให้กระแสไฟฟ้าจำนวนมากไหลจากแหล่งกำเนิดไปยังท่อระบายน้ำ เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก MOSFET แต่ละตัวจะใช้ตัวประจุประจุบวกหรือประจุลบ

ทรานซิสเตอร์ MOSFET นั้นทำจากซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียมอัลลอย คุณสมบัติของเทอร์มินัลสารกึ่งตัวนำสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยเพิ่มสิ่งเจือปนเล็ก ๆ ของสารเช่นโบรอนฟอสฟอรัสหรือสารหนูกระบวนการที่เรียกว่าการเติม ประตูมักทำจากคริสตัลไลน์ซิลิคอนแม้ว่ามอสเฟตบางตัวจะมีประตูที่ทำจากโพลีซิลิคอนผสมกับโลหะเช่นไททาเนียมทังสเตนหรือนิกเกิล ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กมากใช้เกตที่ทำจากโลหะเช่นทังสเตนแทนทาลัมหรือไทเทเนียมไนไตรด์ ชั้นฉนวนส่วนใหญ่ทำจากซิลิคอนไดออกไซด์ (SO ₂ ) ถึงแม้ว่าสารประกอบออกไซด์อื่นจะใช้เช่นกัน