Le métal – oxyde–Semi-conducteurs Le transistor à effet de champ (mosfet, MOS-FET ou MOS FET), également connu sous le nom de transistor métal-oxyde-silicium (transistor MOS, ou MOS), est un type de transistor à effet de champ à grille isolée fabriqué par le oxydation contrôlée d'un semi-conducteur, généralement du silicium. La tension de la grille couverte détermine la conductivité électrique de l'appareil ; cette capacité à modifier la conductivité avec la quantité de tension appliquée peut être utilisée pour amplifier ou commuter des signaux électroniques.
Le mosfet a été inventé par Mohamed M. Atalla et Dawon Kahng aux Bell Labs en 1959 et présenté pour la première fois en 1960. Il s'agit de l'élément de base de l'électronique moderne et de l'appareil le plus fréquemment fabriqué dans l'histoire, avec un total estimé à 13 sextillions. (1.3 × 1022) mosfets fabriqués entre 1960 et 2018. Il s'agit du dispositif à semi-conducteur dominant dans les circuits intégrés (CI) numériques et analogiques, et du dispositif d'alimentation le plus courant. Il s'agit d'un transistor compact qui a été miniaturisé et produit en série pour un large éventail d'applications, révolutionnant l'industrie électronique et l'économie mondiale et jouant un rôle central dans la révolution numérique, l'ère du silicium et l'ère de l'information. La mise à l'échelle et la miniaturisation des MOSFET ont été à l'origine de la croissance exponentielle rapide de l'électronique. sans souci depuis les années 1960, et permet la création de circuits intégrés haute densité tels que des puces mémoire et des microprocesseurs. Le MOSFET est considéré comme le « cheval de bataille » de l’industrie électronique.
L'un des principaux avantages d'un MOSFET est qu'il ne nécessite pratiquement aucun courant d'entrée pour contrôler le courant de charge, par rapport aux transistors à jonction bipolaire (BJT). Dans un MOSFET en mode d'amélioration, la tension appliquée à la borne de grille peut augmenter la conductivité par rapport à l'état « normalement désactivé ». Dans un MOSFET en mode d'épuisement, la tension appliquée à la grille peut réduire la conductivité par rapport à l'état « normalement activé ». Les mosfets sont également capables d'une grande évolutivité, avec une miniaturisation croissante, et peuvent être facilement réduits à des dimensions plus petites. Ils ont également une vitesse de commutation plus rapide (idéale pour les signaux numériques), une taille beaucoup plus petite, consomment beaucoup moins d'énergie et permettent une densité beaucoup plus élevée (idéale pour une intégration à grande échelle) par rapport aux BJT. Les MOSFET sont également moins chers et comportent des étapes de traitement relativement simples, ce qui se traduit par un rendement de fabrication élevé.
Les MOSFET peuvent être fabriqués en tant que partie de puces de circuit intégré MOS ou en tant que dispositifs MOSFET discrets (tels qu'un MOSFET de puissance), et peuvent prendre la forme de transistors à une ou plusieurs portes. Les MOSFET pouvant être réalisés avec des semi-conducteurs de type p ou de type n (logique PMOS ou NMOS, respectivement), des paires complémentaires de MOSFET peuvent être utilisées pour réaliser des circuits de commutation à très faible consommation d'énergie: logique CMOS (MOS complémentaire).
Le nom « métal-oxyde-semi-conducteur » (MOS) fait généralement référence à une grille métallique, une isolation en oxyde et un semi-conducteur (généralement du silicium). Cependant, le « métal » dans le nom MOSFET est parfois un abus de langage, car le matériau de la grille peut également être une couche de polysilicium (silicium polycristallin). Outre l'oxyde, différents matériaux diélectriques peuvent également être utilisés dans le but d'obtenir des canaux solides avec des tensions appliquées plus faibles. Le MOS condensateur fait également partie de la structure MOSFET.