MOSFETの仕組み

MOSFET の動作原理: ゲート バイアスによって電界が印加され、基板内に電界効果が生じます。電界効果により、ソースとドレインを接続する反転層が形成されます。反転層が経路を形成し、ソースからドレインに電流が流れて導通します。ゲートバイアスを解除すると反転層が消失し、電流が遮断されカットオフとなります。

#MOSFET の動作原理

金属酸化物半導体電界効果トランジスタ (MOSFET) は、広く使用されている半導体デバイスです。電子製品では。その動作原理は場の効果に基づいています。

電界効果

電場が半導体に印加されると、半導体内のキャリアの挙動に影響を与えます。たとえば、正の電場は電子 (負の電荷キャリア) を半導体の片側に反発させ、より多くの正孔 (正の電荷キャリア) を残します。この効果はフィールド効果と呼ばれます。

MOSFET の構造

MOSFET は、シリコン基板、ソース、ドレイン、ゲートで構成されます。

• シリコン基板: MOSFET の基礎を形成する半導体材料 (通常は N 型または P 型)。
• ソースとドレイン: MOSFET に電流を供給するために使用される金属接点。
• ゲート: 導体 (通常は金属) と絶縁層 (酸化物) の間の金属接点。MOSFET のオンとオフを制御するために使用されます。

動作原理

MOSFET の動作原理には次のステップが含まれます:

1. ゲート バイアス: 正の電圧がゲートに印加されると、基板と絶縁層の間に電界が生成されます。
2. 電界効果: 電場は基板内の正孔または電子を引き付け(基板の種類に応じて)、反転層と呼ばれる領域を形成します。
3. 反転層: 反転層は、ソースとドレインを接続する導電性の高い領域です。
4. 伝導: 反転層が形成されると、ソースからドレインに電流が流れることができます。 MOSFETがオンになります。
5. カットオフ: ゲートバイアスが除去されると、反転層が消失し、電流はドレインに流れなくなります。 MOSFETはオフです。

ゲート電圧を制御することにより、MOSFET をオンまたはオフにし、電流の流れを制御できます。

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