MOSFET全称为Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，译为金属氧化物半导体场效应管。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（field-effect transistor）。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为N型与P型的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET。
图 MOSFET
MOSFET的发展前景
近年来由于MOSFET元件的性能逐渐提升，除了传统上应用于诸如微处理器、微控制器等数位讯号处理的场合上，也有越来越多类比讯号处理的积体电路可以用MOSFET来实现。
例如在数字电路中，如微处理器运算效能不断提升，带给深入研发新一代MOSFET更多的动力，这也使得MOSFET本身的操作速度越来越快，几乎成为各种半导体截止状态，这使得从电源功率损耗，只有在逻辑门主动元件中最快的一种。MOSFET在数位讯号处理上最主要的成功来自CMOS逻辑电路的发明，这种结构最大的好处是理论上不会有静态的（logic gate）的切换动作时才有电流通过。CMOS逻辑门最基本的成员是CMOS反相器（inverter），而所有CMOS逻辑门的基本操作都如同反相器一样，同一时间内必定只有一种晶体管（NMOS或是PMOS）处在导通的状态下，另一种必定是端到接地端不会有直接导通的路径，大量节省了电流或功率的消耗，也降低了积体电路的发热量。
在模拟电路中，为了减少在印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）上使用的积体电路数量、减少封装成本与缩小系统的体积，很多原本独立的类比芯片与数位芯片被整合至同一个芯片内。MOSFET原本在数位积体电路上就有很大的竞争优势，在类比积体电路上也大量采用MOSFET之后，把这两种不同功能的电路整合起来的困难度也显著的下降。另外像是某些混合讯号电路（Mixed-signal circuits），如类比/数位转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC），也得以利用MOSFET技术设计出效能更好的产品。
MOSFET的结构
MOSFET大体分为两大类，四种类型。
1 增强型MOSFET
N沟道增强型MOSFET
P沟道增强型MOSFET
2 耗尽型MOSFET
N沟道耗尽型MOSFET
P沟道耗尽型MOSFET
注：这里对增强型N沟道MOSFET进行说明，其他的类型在这里不多做赘述。
N沟道增强型MOSFET主要由这么几部分构成。金属层，氧化层(SiO
2)，N型半导体，P型半导体。具体的结构如下图所示。
图 增强型N沟道MOSFET结构剖面
MOSFET将P型半导体作为基底。在P型半导体上加入了两个N型半导体。N型半导体之间不相连。再在基体表面覆盖一层氧化层(SIO
2)。然后在氧化层上刻蚀出两个通道用导体分别联通氧化层之下的N型半导体，形成源极与漏极。最后将两个N型半导体之间的上方区域，在氧化层之上覆盖一层金属层，形成栅极。其等效的电路符号如下图。
图 电路符号
MOSFET的工作原理
要理解MOSFET管的原理，必须要对P型与N型半导体之间的载流子流动有所了解。半导体导通时，是由于外加正向电压作用，加剧了载流子的扩散，使多子可以通过空间电荷区达到对面。在加反向电压时，多子的扩散受到限制，多子受到吸引向电源端聚集，使空间电荷区变厚。这里以仍以增强型N沟道MOSFET为例。
当栅极无电压，只在漏极与源极之间加电压时，管子并没导通，因为两个N型半导体间并无电子流动。如下图所示。
图 工作原理
此时我们向栅极施加正向电压。为了分析效果，我们暂设漏极与源极间无电压。如下图所示。
图 工作原理
当栅极被施加了正向电压后，N型半导体中的电子(多数载流子)受到吸引而向栅极上的金属层上聚集，但由于氧化层的阻隔，电子并没有能到达金属层，就在氧化层上逐渐形成了电子层。当栅极电压V
GS逐渐增大，被吸引出的电子越来越多，最后将两个N型半导体连接起来，形成沟道。在此基础上，对漏极与源极间施加电压，那么就可以实现导通了。如下图所示。
图 工作原理
漏极与源极间施加电压VDS后，两个N型半导体之间的电子层受到外加电场的作用，使其产生的定向流动，电子的流动方向从源极向漏极流动，所以产生了一个从漏极向源极的电流。使漏极与源极间导通。而通过控制调节VDS的大小可以实现对沟道的控制。因为VGD=VGS-VDS，当VDS很小的时候，VGD≈VGS。此时VDS的大小与电流ID成线性关系。当VDS持续变大，VGD则变小，导致沟道变窄，阻止增大，使电流ID的增加幅度变小。当VDS继续增加，使VGD等于栅极的开启电压VG(th)时，在近漏端沟道出现了预夹断点。若VDS继续上升则夹断点会往源极方向移动，出现夹断。如下图所示。
图 工作原理
公安备案号32010402000033
