金属氧化物半导体场效应管的简介

金属氧化物半导体场效应管

本文主要讲解的内容是金属氧化物半导体场效应管的简介，金属氧化物半导体场效应管（英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。下面我们就重点来分析这些内容

金属氧化物半导体场效应管（英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。金属氧化物半导体场效应管依照其“沟道”极性的不同，可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型，通常被称为N型金氧半场效晶体管（NMOSFET）与P型金氧半场效晶体管（PMOSFET）。

以金氧半场效晶体管（MOSFET）的命名来看，事实上会让人得到错误的印象。因为MOSFET跟英文单字“metal（金属）”的第一个字母M，在当下大部分同类的组件里是不存在的。早期金氧半场效晶体管栅极使用金属作为材料，但随着半导体技术的进步，现代的金氧半场效晶体管栅极已用多晶硅取代了金属。
金氧半场效晶体管在概念上属于“绝缘栅极场效晶体管”（Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET）。而IGFET的栅极绝缘层，有可能是其他物质，而非金氧半场效晶体管使用的氧化层。有些人在提到拥有多晶硅栅极的场效晶体管组件时比较喜欢用IGFET，但是这些IGFET多半指的是金氧半场效晶体管。

金氧半场效晶体管里的氧化层位于其沟道上方，依照其操作电压的不同，这层氧化物的厚度仅有数十至数百埃（Å）不等，通常材料是二氧化硅（SiO2），不过有些新的高级制程已经可以使用如氮氧化硅（silicon oxynitride, SiON）做为氧化层之用。

今日半导体组件的材料通常以硅为首选，但是也有些半导体公司发展出使用其他半导体材料的制程，当中最著名的例如IBM使用硅与锗的混合物所发展的硅锗制程（SiGe process）。而可惜的是很多拥有良好电性的半导体材料，如砷化镓（GaAs），因为无法在表面长出品质够好的氧化层，所以无法用来制造金氧半场效晶体管组件。

当一个够大的电位差施于金氧半场效晶体管的栅极与源极之间时，电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷，而这时就会形成所谓的“反转沟道”（inversion channel）。沟道的极性与其漏极（drain）与源极相同，假设漏极和源极是n型，那么沟道也会是n型。沟道形成后，金氧半场效晶体管即可让电流通过，而依据施于栅极的电压值不同，可由金氧半场效晶体管的沟道流过的电流大小亦会受其控制而改变。

本文讲解的主要内容是金属氧化物半导体场效应管的简介，金属氧化物半导体场效应管（英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。希望能为各位读者带来比较大的参考价值。