MOSFET (метало-оксид-напівпровідниковий польовий-транзистор)
Це польовий-транзистор із ізольованим затвором-. Його основною характеристикою є наявність ізоляційного шару з діоксиду кремнію між металевим затвором і каналом, що забезпечує дуже високий вхідний опір (до 10¹⁵ Ω). Він також доступний у версіях N-channel та P-channel. Як правило, підкладка (основна пластина) і джерело (S) з’єднані разом. Залежно від режиму провідності МОП-транзистори додатково класифікуються як режим-підсилення та режим-виснаження. MOSFETs-режиму покращення перебувають у вимкненому стані, коли VGS=0. Коли застосовано правильний VGS, основні носії притягуються до затвора, таким чином «покращуючи» носії в цій області та утворюючи провідний канал. MOSFET-режиму виснаження, з іншого боку, формує канал, коли VGS=0. Коли застосовано правильний VGS, основна частина носіїв витікає з каналу, таким чином «виснажуючи» носії та вимикаючи транзистор.
Візьмемо як приклад транзистор з каналом N-. Він складається з двох сильно легованих ділянок дифузії витоку (N+) і ділянок дифузії стоку (N+) на кремнієвій підкладці типу P-, з виводами витоку (S) і стоку (D) відповідно. Джерело та підкладка внутрішньо з’єднані та завжди зберігають однаковий потенціал. Коли стік підключено до позитивного джерела живлення, а джерело – до негативного джерела живлення, а VGS=0, струм каналу (тобто струм стоку) ID=0.. Оскільки VGS поступово зростає, приваблені позитивною напругою на затворі, між двома ділянками дифузії індукуються негативно заряджені неосновні носії, утворюючи канал типу N- від стоку до витоку. Коли VGS перевищує напругу повороту транзистора-VTN (зазвичай близько +2В), транзистор N-каналу починає проводити провідність, генеруючи ID струму стоку.
Польовий транзистор VMOS-
Польовий-транзистор VMOS (VMOSFET), також відомий як V-groove MOSFET або силовий MOSFET, є високо-ефективним, високо-потужним комутаційним пристроєм, розробленим після MOSFET. Він не тільки успадковує високий вхідний опір (більше або дорівнює 10⁸ Вт) і низький струм приводу (близько 0,1 мкА) МОП-транзисторів, але також має чудові характеристики, такі як висока витримувана напруга (до 1200 В), великий робочий струм (1,5 A ~ 100 A), висока вихідна потужність (1 ~ 250 Вт), хороша лінійність електропровідності та висока швидкість перемикання. Оскільки він поєднує в собі переваги вакуумних ламп і силових транзисторів, він широко використовується в підсилювачах напруги (посилення напруги може досягати тисячі разів), підсилювачах потужності, імпульсних джерелах живлення та інверторах.
Як відомо, у традиційних МОП-транзисторах затвор, витік і стік знаходяться приблизно в одній горизонтальній площині мікросхеми, а робочий струм протікає переважно горизонтально. Транзистори VMOS відрізняються двома основними структурними особливостями: по-перше, металевий затвор використовує структуру V-канавки; по-друге, він має вертикальну провідність. Оскільки стік виводиться із задньої частини мікросхеми, ID не протікає горизонтально вздовж мікросхеми, а скоріше починається з сильно легованої N⁺ області (джерело S), тече через P-канал у слаболеговану N⁻ дрейфову область і, нарешті, досягає стоку D вертикально вниз. Завдяки збільшеній площі поперечного-перерізу він може пропускати більший струм. Оскільки між затвором і мікросхемою є ізоляційний шар із діоксиду кремнію, він все ще належить до MOSFET-транзисторів із ізольованим-затвором.
