전계효과 트랜지스터

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전계효과 트랜지스터
그림1 n형 모스펫 (MOSFET) 단면 구조
전계효과 트랜지스터(Field effect transistor, FET)는 게이트 전극에 전압을 걸어 채널의 전계에 의하여 전자 또는 정공가 흐르는 관문(게이트)이 생기게 하는 원리로 소스, 드레인의 전류를 제어하는 트랜지스터이다. 일종의 캐리어만 이용하지 않는 것으로 부터 유니폴라 트랜지스터라고도 한다.
공지층에 의한 유사 교류 축전기만을 가지는 접합형 트랜지스터와 비교해서 게이트 아래에 절연층을 가지는 가지는 관계상 축전기를 구조적으로 둘러쌓여 있기 때문에 동작 속도가 느리고 전송 컨덕턴스(gm)이 낮은 문제가 있지만 게이트 전류가 거의 0인 장점이 있어 구조의 긴요해서 접합형 트랜지스터보다 고밀도 집적에 적절해서 현대의 집적 회로에 주류가 되고 있으며, 논리 회로 소자의 집적 회로 외에 아날로그 스위치/전자 볼륨에도 응용된다. 극초단파이상에서는 실리콘보다 캐리어의 이동도가 갈륨 비소 (GaAs)와 같은 화합물 반도체를 이용한 FET가 사용되고 있다.
4단자형 (MOS형)에서는 각각의 단자를 소스, 게이트, 드레인, 백 게이트 (혹은 벌크), 3단자 FET의 경우는 소스, 게이트, 드레인이라고 불른다. 대칭형 소자이기 때문에 소스와 드레인에 구조적인 차이는 없고 단지 전압을 인가했을 때에 2단자를 비교했을 때, n형이면 고전압쪽을 드레인, 저 전압쪽을 소스이고 p형이면 그 역이 된다.(즉 소스, 드레인의 명칭은 캐리어의 도통 방향(캐리어의 발생원이 소스, 캐리어의 행선지가 드레인)에 의해 결정됨) (전력 MOSFET에서는 기생 다이오드가 생기는 구조로 역방향 동작은 정방향보다 제한된다.) 아래 처럼 소재, 문턱 전압에 의해서 구별되는 다양한 종류의 전계효과 트랜지스터가 존재하지만 현재 가장 넓게 사용되고 있는 것은 실리콘을 사용한 향상 MOS형 (아래에는 그냥 MOS라고 표기함)이므로, 특별한 언급이 없는 경우는 전계효과 트랜지스터는 실리콘 MOS (Si CMOS)를 가르키는

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