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常用詞典

abbr. 金屬氧化物半導體場效應晶體管（Metal-Oxide -Semiconductor Field Effect Transistor）

例句

The new research of MOSFET-gate ***lectric was summarized.

本文綜述了MOSFET栅介質的最新研究狀況。

But the fabrication of self aligned double gate MOSFET is too complicated.

但是目前自對準的雙栅MOSFET的工藝制作相當困難。

The stability analysis of MOSFET used in RFIC design is presented in detail.

本文詳細分析了用于射頻集成電路設計的mos場效應管的穩定特性。

ISFET is based on MOSFET structure and used to measure biochemical parameter.

ISFET是基于MOS結構，用于生化參數測量的傳感器。

The fundamental principles of the bulk-driven MOSFET and mixer are discussed.

讨論分析了混頻器和襯底驅動MOSFET的工作原理。

專業解析

MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），中文全稱為金屬-氧化物-半導體場效應晶體管，是現代電子電路中應用最廣泛的核心半導體器件之一。它利用電場效應控制溝道中載流子的類型和濃度，實現電流的通斷與放大功能。以下是其詳細解釋：

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一、基本結構與工作原理

MOSFET由四端構成：源極（Source）、漏極（Drain）、栅極（Gate） 和襯底（Body）。其核心結構為：

1. 金屬栅極：通過絕緣層（通常為二氧化矽）與半導體隔離。
2. 氧化物絕緣層：防止栅極電流洩漏，實現高輸入阻抗（可達10–105 Ω）。
3. 半導體溝道：連接源極和漏極，載流子類型（電子或空穴）決定器件為N溝道或P溝道MOSFET。

工作原理：

當栅極施加電壓（(V{GS})）時，電場吸引反型載流子至氧化物界面，形成導電溝道。若 (V{GS}) 超過阈值電壓（(V{th})），溝道導通，漏源電流（(I{DS})）隨 (V{GS}) 和漏源電壓（(V{DS})）變化，實現信號放大或開關控制。

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二、主要類型與特性

1. 增強型（Enhancement Mode）
   • 默認溝道關閉，需正栅壓（N型）或負栅壓（P型）開啟。
   • 公式：當 (V{GS} > V{th}) 時導通。
2. 耗盡型（Depletion Mode）
   • 默認溝道開啟，栅壓可關閉溝道。
   • 適用于常通型電路設計。

關鍵特性參數：

• 跨導（(g_m)）：反映栅壓控制漏極電流的能力，( g_m = frac{partial ID}{partial V{GS}} )。
• 開關速度：因輸入電容小，可達GHz級頻率。
• 能效：靜态功耗極低，適合高集成度芯片。

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三、核心應用領域

1. 功率管理：

   用于電源轉換器、電機驅動，支持高頻高效電能轉換（如筆記本電腦適配器）。

2. 數字集成電路：

   作為CMOS邏輯門的基本單元，構成CPU、存儲器等芯片的核心。

3. 射頻放大：

   高頻特性適用于通信設備（如5G基站功率放大器）。

4. 模拟信號處理：

   在運算放大器、傳感器接口電路中提供高精度放大。

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四、技術優勢與局限

優勢：

• 輸入阻抗高，驅動功率小；
• 開關速度快，開關損耗低；
• 集成工藝成熟，成本低。

局限：

• 栅氧層易受靜電擊穿（需ESD防護）；
• 高頻下寄生電容影響性能；
• 功率器件存在導通電阻（(R_{DS(on)})）損耗。

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五、權威參考來源

由于未搜索到可引用的網頁鍊接，以下内容綜合參考了權威教材與行業标準：

• 《半導體器件物理》（施敏著）：闡述MOSFET物理模型與工作機理。
• IEEE國際電子器件會議（IEDM）論文集：收錄先進MOSFET技術研究。
• 國際半導體技術路線圖（ITRS）：定義器件微縮化發展路徑。

MOSFET的技術演進持續推動着半導體産業革新，從納米級CMOS工藝到寬禁帶材料（如SiC MOSFET），均為高效能電子系統的基石。

網絡擴展資料

MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的中文全稱為金屬氧化物半導體場效應晶體管，是一種利用電場效應控制電流的半導體器件。以下從多個角度詳細解析其含義：

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1.基本定義

MOSFET由“金屬（M）—氧化物（O）—半導體（S）”三層結構構成，屬于電壓控制型單極器件（僅一種載流子參與導電），通過栅極電壓調節源極與漏極間的導電溝道。其英文縮寫中：

• MOS：指金屬栅極、氧化物絕緣層（如SiO₂）和半導體襯底；
• FET：代表場效應晶體管，體現其電場控制特性。

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2.結構與引腳

• 核心結構：包含栅極（G）、源極（S）、漏極（D）三個電極。功率MOSFET常采用垂直導電結構（VMOSFET），以提升耐壓和電流能力。
• 絕緣層作用：氧化物層隔離栅極與半導體，使輸入阻抗極高（可達10⁹~10¹⁵Ω），驅動功率極低。

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3.工作原理

• 電場調控：栅極施加電壓時，電場改變半導體表面載流子濃度，形成導電溝道。例如：
  • N溝道增強型：正栅壓誘導電子形成溝道，導通漏源極；
  • P溝道增強型：負栅壓誘導空穴形成溝道。
• 夾斷電壓：當栅源電壓（V_GS）達到特定阈值（如夾斷電壓V_P）時，溝道完全關閉。

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4.關鍵特性

• 高頻性能：開關速度快（納秒級），適合高頻電路；
• 熱穩定性：無少數載流子存儲效應，抗二次擊穿；
• 低導通損耗：先進器件導通電阻可低至10mΩ；
• 安全區寬：耐受短時過載能力強。

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5.分類

• 按溝道類型：
  • NMOS（N溝道）：電子導電，主流功率器件；
  • PMOS（P溝道）：空穴導電，多用于互補電路。
• 按工作模式：
  • 增強型：V_GS=0時無導電溝道（需外加電壓開啟）；
  • 耗盡型：V_GS=0時存在導電溝道。

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6.應用領域

MOSFET廣泛用于電源管理、電機驅動、高頻開關電路等，功率型（Power MOSFET）可處理數十安培電流，但受限于耐壓和容量，通常適用于10kW以下電力電子設備。

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如需進一步了解具體型號或電路設計，可參考權威電子工程資料或器件手冊。

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