MOSFET 與場效電晶體電路
金氧半場效電晶體(MOSFET)
/ MOSS-fet /
MOSFET 是金屬-氧化物-半導體場效電晶體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)的縮寫,這個名字本身就是元件的一張小小剖面圖。一層薄薄的絕緣氧化層(玻璃)疊在矽上面,一片金屬(或多晶矽)閘極再疊在氧化層上面。因此閘極被絕緣體和矽隔開,就像一顆電容的一片極板懸浮在表面之上。把閘極電壓推得夠高,電場就穿過氧化層,把一條薄薄的導電通道吸引到下方的矽中,連通源極與汲極。
一顆 MOSFET 有四個部分:閘極(gate,控制端,類似 BJT 的基極)、源極(source)與汲極(drain,通道的兩端,電流的進出口),以及基體或基板(body/substrate,底下那塊矽,常常接到源極)。由於閘極是一片絕緣的極板,沒有穩定電流流進去:源極與汲極之間的通道完全由閘源電壓(Vgs)控制。低於某個臨界電壓(threshold voltage)時沒有通道、元件關閉;高於它時通道形成、元件導通。
MOSFET 是現代電子學的主力。當開關用時,它能以極小的損耗把負載開開關關;同一種元件縮小到每顆晶片上數十億個,就構成你手機與筆電裡的每一道邏輯閘。最重要的實務警告是:閘極氧化層薄到微觀尺度,你手指上的一下靜電放電(ESD)就可能把它打穿一個洞,悄悄地報廢這顆元件。拿取 MOSFET 要小心、要接地。
一顆 N 通道、邏輯準位的 MOSFET,源極接地:閘極停在 0 V 時汲極斷開;把閘極升到 5 V(高於它 2 V 的臨界值),源極到汲極就像閉合的開關一樣導通。
光是閘源電壓就決定了開或關。
閘極氧化層薄到平常的靜電(ESD)就能瞬間摧毀它。拿裸露的 MOSFET 時要戴接地手環、做防靜電處理。
又稱
另見