MOSFET
読み：モスフェット
外語：MOSFET: Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
MOS
構造を持った
FET
(電界効果トランジスタ)の一種で、集積回路で広く用いられている構造。
目次
概要
特徴
PとN
電極
スイッチ機能
PとN
NチャネルMOSFET
PチャネルMOSFET
概要
MOSFETはチャネルの上に酸化膜を作り、更にその上に導体でできたゲートを置いたものである。
近年のディジタルLSI技術における主要素子として使われているほか、高速動作向けの電力用半導体素子としても実用化された。
電力用(
パワーMOSFET
)としては、更に
SJ-MOSFET
や
DMOSFET
というものも開発されている。
特徴
PとN
大きく、p型のシリコン基板にn層の領域を作成した「Pチャネル型MOS(pMOS)」と、その逆にn型のシリコン基板にp層の領域を作成した「Nチャネル型MOS(nMOS)」がある。
ドレイン
‐
ソース
間のキャリアの方向がそれぞれ逆となる以外に大きな違いはないが、Pチャネル型MOSの場合、次のような使い勝手の問題がある。
ONにするには、G‐S間にマイナスの電圧を印加する
Nチャネル型に比べてON抵抗が大きい
ボディダイオードはD→S方向
以上から、市場で使用されているMOSFETの大部分はNチャネル型であり、メーカーの品揃えもNチャネル型の方が多くなっている。
電極
MOSFETはFETであり、次の三つの電極がある。
G ‐
ゲート
D ‐
ソース
S ‐
ドレイン
スイッチ機能
PとN
FETは、ソース(S)とドレイン(D)の間に流れる電流を、ゲート(G)の電圧で制御する部品であり、MOSFETはスイッチとして使われる。
PチャネルでもNチャネルでも、G‐S間に所定の電圧を掛けるとゲート直下の層が変化しDとSの間に電流が流れることが可能になる。これが「MOSFETがONになった状態」である。
G‐S間にかけるべき電圧はチップごとに規格値が決められており、これがしきい値(V
TH
)である。
NチャネルMOSFETなら電子が、PチャネルMOSFETなら
正孔
が電流を運ぶため電流の流れが逆になること、正孔は電子よりも電流が流れにくいため同じチップサイズならPチャネルはON抵抗が大きい、という差がある。
NチャネルMOSFET
NチャネルMOSFETは、G‐S間にプラスの電圧を掛けるとゲート直下のP層がNに反転し、それぞれの層がN→N→Nの経路で接続される。
これにより、D→Sに電流(電子はS→D方向)が流れる。
PチャネルMOSFET
PチャネルMOSFETは、G‐S間にマイナスの電圧を掛けるとゲート直下のN層がPに反転し、それぞれの層がP→P→Pの経路で接続される。
これにより、S→Dに電流(正孔の方向も同じ)が流れる。
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