用于放大或切換電子信號(hào)的晶體管是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET)。它的重要性僅在 1960 年代中后期才出現(xiàn)，盡管它已經(jīng)為人所知好幾年了。MOSFET 最初于 1959 年用作專利 FET 設(shè)計(jì)的分支，在結(jié)構(gòu)和操作方面與雙極結(jié)型晶體管不同。MOSFET 是通過(guò)在半導(dǎo)體表面放置絕緣層，然后在其上放置金屬柵電極制成的。

金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (IGFET) 也稱為 MOSFET。與 FET 一樣，MOSFET 具有源極、柵極和漏極端子。與 FET 的情況相比，由于柵極端子與硅的連接是隔離的，因此柵極引線不會(huì)形成直接電阻，其中流經(jīng)漏極和源極之間主通道的電流與輸入電壓成正比。與 JFET 類似，MOSFET 也像主載流通道中的電壓一樣起作用，其中沒(méi)有電流流入柵極。

通過(guò)將柵極放置在絕緣氧化層上來(lái)控制 MOSFET 溝道區(qū)的導(dǎo)電性。作為跨絕緣介電層電容感應(yīng)的電場(chǎng)的結(jié)果，溝道的電導(dǎo)率由施加到柵極的電壓控制。增強(qiáng)型 MOSFET 根據(jù)柵極電壓增加載流子的數(shù)量，而耗盡型 MOSFET 通過(guò)耗盡或去除溝道中的載流子來(lái)起作用。

有兩類類似于 JFET 的 MOSFET，即 P 溝道和 N 溝道類型，如下所示。

P 型和 N 型 MOSFET 的符號(hào)

當(dāng)今集成電路技術(shù)的主要元素之一是 MOSFET，它可以通過(guò)其性能降低 IC 的功耗。今天的大多數(shù)晶體管都屬于 MOSFET 類型，作為數(shù)字 IC 的組件，集成電路中的 MOSFET 晶體管數(shù)量可能接近數(shù)億。用于數(shù)字開(kāi)關(guān)的 MOSFET 的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是柵極和溝道之間的氧化層可防止直流電流流過(guò)柵極。這進(jìn)一步降低了功耗并提供了非常大的輸入阻抗。

由于多種原因，MOSFET 將按比例縮放以創(chuàng)建更小的版本。在給定的芯片面積中封裝越來(lái)越多的器件是使晶體管更小的主要原因。由于半導(dǎo)體晶片的制造成本相對(duì)固定，每個(gè)集成電路的成本主要與每個(gè)晶片可以生產(chǎn)的芯片數(shù)量有關(guān)。在擴(kuò)展過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，包括：

• MOSFET尺寸縮小帶來(lái)的困難
• 更高的閾值傳導(dǎo)
• 結(jié)漏電流增加
• 較低的輸出電阻
• 較低的跨導(dǎo)
• 產(chǎn)熱
• 互連電容
• 建模挑戰(zhàn)
• 工藝變化

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