什么是MOSFET-場效應晶體管發展歷史及技術基礎知識

MOSFET或場效應晶體管是一種三端器件，它使用電場來控制流過器件的電流 - 它還具有高輸入阻抗，這在許多電路中都很有用。

場效應晶體管MOSFET是電子工業的關鍵有源器件。

在許多電路中使用的MOSFET由分立元件構成，從RF技術到功率控制和切換到一般放大。

然而，場效應晶體管的主要用途是MOSFET在集成電路內。在這種應用中，FET電路僅能消耗非常小的功率，這使得巨大的超大規模集成電路能夠工作。如果使用雙極技術，則功耗將高出幾個數量級，并且產生的功率太大而無法容納在單個集成電路中。

典型的場效應晶體管圖

場效應晶體管，MOSFET歷史

在第一批FET進入市場之前，這個概念已經知道了很多年。在實現設備并使其工作方面存在許多困難。

Lilienfield在1926年的一篇論文和Heil在1935年的另一篇論文中概述了場效應晶體管的一些早期概念。

20世紀40年代，貝爾實驗室成立了下一個基金會，在那里建立了半導體研究小組。該小組研究了許多與半導體和半導體技術有關的領域，其中一個領域是調制半導體通道中流動的電流的裝置。

在這些早期實驗中，研究人員無法使這個想法發揮作用，將他們的想法轉變為另一種想法，最終發明了另一種形式的半導體電子元件：雙極晶體管。

在此之后，大部分半導體研究都集中在改進雙極晶體管上，并且在一段時間內沒有對場效應晶體管的想法進行全面研究?，F在MOSFET被廣泛使用，在許多集成電路中提供主要的有源元件。沒有它們，電子技術將與現在的技術截然不同。

場效應晶體管 - 基礎知識

場效應晶體管的概念基于這樣的概念：附近物體上的電荷可以吸引半導體通道內的電荷。它基本上使用電場效應 - 因此得名。

MOSFET由半導體溝道組成，其兩端的電極稱為漏極和源極。

稱為柵極的控制電極放置在非常靠近通道的位置，使得其電荷能夠影響通道。

以這種方式，MOSFET的柵極控制從源極流到漏極的載流子（電子或空穴）的流動。它通過控制導電通道的尺寸和形狀來實現。

發生電流的半導體通道可以是P型或N型。這產生了兩種類型或類別的MOSFET，稱為P溝道和N溝道MOSFET。

除此之外，還有兩個類別。增加柵極上的電壓可以耗盡或增加通道中可用的電荷載流子的數量。結果，存在增強型FET和耗盡型FET。

結MOSFET電路符號圖

因為只有電場控制在通道中流動的電流，所以該裝置被稱為電壓操作，并且它具有高輸入阻抗，通常是許多兆歐。與電流操作的雙極晶體管相比，這可以是明顯的優勢，并且具有低得多的輸入阻抗。

結FET在飽和狀態下工作圖

MOSFET電路

場效應晶體管廣泛用于所有形式的電路中，從用于具有分立元件的電路到用于集成電路的電路中。

關于場效應晶體管電路設計的注意事項：

場晶體管晶體管可以用在許多類型的電路中，盡管三種基本配置是公共源極，公共漏極（源極跟隨器）和公共柵極。電路設計本身如果相當簡單，可以很容易地進行。

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