MOSFET

Atualização: 9 de dezembro de 2023

O metal-óxido-Semicondutores transistor de efeito de campo (mosfet, MOS-FET ou MOS FET), também conhecido como transistor de óxido metálico-silício (transistor MOS ou MOS), é um tipo de transistor de efeito de campo de porta isolada fabricado pelo oxidação controlada de um semicondutor, normalmente silício. A tensão do portão coberto determina a condutividade elétrica do dispositivo; esta capacidade de alterar a condutividade com a quantidade de tensão aplicada pode ser usada para amplificar ou comutar sinais eletrônicos.

O mosfet foi inventado por Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng no Bell Labs em 1959 e apresentado pela primeira vez em 1960. É o alicerce básico da eletrônica moderna e o dispositivo fabricado com mais frequência na história, com um total estimado de 13 sextilhões. (1.3×1022) mosfets fabricados entre 1960 e 2018. É o dispositivo semicondutor dominante em circuitos integrados (ICs) digitais e analógicos e o dispositivo de energia mais comum. É um transistor compacto que foi miniaturizado e produzido em massa para uma ampla gama de aplicações, revolucionando a indústria eletrônica e a economia mundial, e sendo fundamental para a revolução digital, a era do silício e a era da informação. O dimensionamento e a miniaturização do MOSFET têm impulsionado o rápido crescimento exponencial dos semicondutores eletrônicos tecnologia desde a década de 1960 e permite ICs de alta densidade, como chips de memória e microprocessadores. O MOSFET é considerado o “burro de carga” da indústria eletrônica.

Uma vantagem importante de um MOSFET é que ele quase não requer corrente de entrada para controlar a corrente de carga, quando comparado com transistores de junção bipolar (BJTs). Em um MOSFET de modo de aprimoramento, a tensão aplicada ao terminal da porta pode aumentar a condutividade do estado “normalmente desligado”. Em um MOSFET de modo de esgotamento, a tensão aplicada na porta pode reduzir a condutividade do estado “normalmente ligado”. os mosfets também são capazes de alta escalabilidade, com crescente miniaturização, e podem ser facilmente reduzidos para dimensões menores. Eles também têm velocidade de comutação mais rápida (ideal para sinais digitais), tamanho muito menor, consomem significativamente menos energia e permitem densidade muito maior (ideal para integração em larga escala), em comparação com os BJTs. Os MOSFETs também são mais baratos e possuem etapas de processamento relativamente simples, resultando em alto rendimento de fabricação.

Os MOSFETs podem ser fabricados como parte de chips de circuito integrado MOS ou como dispositivos MOSFET discretos (como um MOSFET de potência) e podem assumir a forma de transistores de porta única ou de porta múltipla. Como os MOSFETs podem ser feitos com semicondutores do tipo p ou do tipo n (lógica PMOS ou NMOS, respectivamente), pares complementares de MOSFETs podem ser usados ​​para fazer circuitos de chaveamento com consumo de energia muito baixo: lógica CMOS (MOS complementar).

O nome “semicondutor de óxido metálico” (MOS) normalmente se refere a uma porta de metal, isolamento de óxido e semicondutor (normalmente silício). No entanto, o “metal” no nome MOSFET às vezes é um nome impróprio, porque o material da porta também pode ser uma camada de polissilício (silício policristalino). Junto com o óxido, diferentes materiais dielétricos também podem ser utilizados com o objetivo de obter canais fortes com tensões aplicadas menores. O MOS capacitor também faz parte da estrutura MOSFET.