金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい場じょう效こう電でん晶あきら體からだ

顯微鏡けんびきょう下か的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ測はか試用しよう元もと件けん。圖ず中有ちゅうう兩個りゃんこ閘極的てき接せっ墊（pads）以及三組源極與汲極的接墊。

金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい場じょう效こう電でん晶あきら體からだ（簡稱：金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ；英語えいご：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，縮寫しゅくしゃ：MOSFET），是ぜ一種可以廣泛使用在模かたぎ拟電路ろ與あずか数字すうじ電路でんろ的てき場ば效こう電でん晶あきら體からだ。金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい場じょう效こう電でん晶あきら體からだ依よ照あきら其通道どう極性きょくせい的てき不同ふどう，可分かぶん為ため电子占うらない多数たすう的てきN通どおり道みち型がた與あずか空そら穴あな占うらない多数たすう的てきP通どおり道みち型がた，通常つうじょう被ひ稱しょう為ためN型かた金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（NMOSFET）與あずかP型かた金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（PMOSFET）。

以金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（MOSFET）的てき命名めいめい來らい看み，事實じじつ上うえ會かい讓ゆずる人じん得え到いた錯誤さくご的てき印象いんしょう。因よし為ためMOSFET跟英文えいぶん單たん字じ「metal（金屬きんぞく）」的てき第だい一いち個こ字母じぼM，在ざい當とう下大部しもおおべ分ぶん同類どうるい的てき元もと件けん裡うら是ぜ不ふ存在そんざい的てき。早期そうき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ閘極使用しよう金屬きんぞく作為さくい材料ざいりょう，但ただし由よし於多た晶あきら矽在ざい製造せいぞう工藝こうげい中ちゅう更さら耐たい高溫こうおん等とう特とく點てん，許多きょた金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ閘極採用さいよう後者こうしゃ而非前者ぜんしゃ金屬きんぞく。然しか而，隨ずい著ちょ半導體はんどうたい特徵とくちょう尺寸しゃくすん的てき不斷ふだん縮小しゅくしょう，金屬きんぞく作為さくい閘極材料ざいりょう最近さいきん又また再さい次つぎ得え到いた了りょう研究けんきゅう人員じんいん的てき注意ちゅうい。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい概念がいねん上じょう屬ぞく於絕緣ぜつえん閘極場じょう效こう電でん晶あきら體たい（Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET）。而絕緣ぜつえん閘極場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極絕緣ぜつえん層そう，有ゆう可能かのう是ぜ其他物質ぶっしつ，而非金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ使用しよう的てき氧化層そう。有ゆう些人在ざい提ひっさげ到いた擁よう有ゆう多た晶あきら矽閘極ごく的場まとば效こう電でん晶あきら體からだ元もと件けん時じ比較ひかく喜き歡用IGFET，但ただし是ぜ這些IGFET多た半はん指ゆび的てき是ぜ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ裡うら的てき氧化層そう位い於其通どおり道どう上方かみがた，依よ照あきら其操作そうさ電壓でんあつ的てき不同ふどう，這層氧化物的ぶってき厚あつ度たび僅有數すう十じゅう至いたり數すう百ひゃく埃ほこり（Å）不等ふとう，通常つうじょう材料ざいりょう是ぜ二に氧化硅（SiO₂），不ふ過か有ゆう些新的てき進しん階かい製せい程ほど已やめ經けい可か以使用しよう如氮氧化か硅（silicon oxynitride, SiON）做為氧化層そう之これ用よう。

今日きょう半導體はんどうたい元もと件けん的てき材料ざいりょう通常つうじょう以矽為ため首くび選せん，但ただし是也これや有ゆう些半導體はんどうたい公司こうし發展はってん出で使用しよう其他半導體はんどうたい材料ざいりょう的てき製せい程ほど，當とう中ちゅう最さい著名ちょめい的てき例れい如國際こくさい商業しょうぎょう機器きき股また份有限げん公司こうし使用しよう硅與鍺的てき混合こんごう物ぶつ所しょ發展はってん的てき矽鍺製せい程ほど（SiGe process）。而可惜的是ぜ很多擁よう有ゆう良好りょうこう電でん性的せいてき半導體はんどうたい材料ざいりょう，如砷化鎵（GaAs），因いん為ため無法むほう在ざい表面ひょうめん長ちょう出品しゅっぴん質しつ夠好的てき氧化層そう，所以ゆえん無法むほう用よう來らい製造せいぞう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ元もと件けん。

當とう一いち個こ夠大的てき電位差でんいさ施ほどこせ於金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極與あずか源みなもと極きょく之の間あいだ時じ，電場でんじょう會かい在ざい氧化層そう下方かほう的てき半導體はんどうたい表面ひょうめん形成けいせい感應かんおう電荷でんか，而這時じ就會形成けいせい反轉はんてん通どおり道どう（inversion channel）。通つう道どう的てき極性きょくせい與あずか其汲極きょく（drain）與あずか源みなもと極きょく相しょう同どう，假設かせつ汲極和わ源げん極ごく是ぜn型がた，那な麼通道也みちや會かい是ぜn型がた。通つう道どう形成けいせい後ご，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ即そく可か讓ゆずる電流でんりゅう通過つうか，而依據いきょ施ほどこせ於閘極きょく的てき電壓でんあつ值不同ふどう，可か由よし金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき通どおり道みち流りゅう過か的てき電流でんりゅう大小だいしょう亦また會かい受其控ひかえ制せい而改變かいへん。

電路でんろ符號ふごう

常用じょうよう於金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき電路でんろ符號ふごう有ゆう多種たしゅ形式けいしき，最さい常見つねみ的てき設計せっけい是ぜ以一いち條じょう垂直すいちょく線せん代表だいひょう通どおり道どう（Channel），兩りょう條じょう和わ通どおり道どう平行へいこう的てき接線せっせん代表だいひょう源げん極ごく（Source）與あずか汲極（Drain），左ひだり方かた和わ通どおり道どう垂直すいちょく的てき接線せっせん代表だいひょう閘極（Gate），如下圖ず所しょ示しめせ。有ゆう時じ也會將しょう代表だいひょう通どおり道どう的てき直線ちょくせん以虛線せん代替だいたい，以區分くぶん增强ぞうきょう型がた（enhancement mode，又また稱たたえ增强ぞうきょう式しき）金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ或ある是ぜ耗尽型がた（depletion mode，又また稱たたえ空むなし乏とぼし式しき）金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ。

由よし於集成しゅうせい電路でんろ晶あきら片上かたがみ的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ為ため四よん端はし元もと件けん，所以ゆえん除じょ了りょう源げん極ごく（S）、汲極（D）、閘極（G）外そと，尚なお有一ゆういち基もと極きょく（Bulk或ある是ぜBody）。金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ電路でんろ符號ふごう中ちゅう，從したがえ通どおり道どう往右延伸えんしん的てき箭や號ごう方向ほうこう則そく可か表示ひょうじ此元件けん為ためn型がた或ある是ぜp型がた的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい。箭や頭あたま方向ほうこう永遠えいえん從したがえP端はし指向しこうN端はし，所以ゆえん箭や頭あたま從したがえ通どおり道どう指向しこう基もと極端きょくたん的てき為ためp型がた的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ，或ある簡稱PMOS（代表だいひょう此元件けん的てき通どおり道どう為ためp型がた）；反はん之これ則そく代表だいひょう基もと極ごく為ためp型がた，而通道どう為ためn型がた，此元件けん為ためn型がた的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ，簡稱NMOS。在ざい一般分散式金氧半場效電晶體元件中，通常つうじょう把わ基もと極ごく和わ源げん極ごく接せっ在ざい一起かずき，故こ分散ぶんさん式しき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ通常つうじょう為ため三さん端はし元もと件けん。而在積せき體たい電路でんろ中ちゅう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ通常つうじょう因いん為ため使用しよう同どう一いち個こ基もと極きょく（common bulk），所以ゆえん不ふ標示ひょうじ出で基もと極きょく的てき極性きょくせい，而在PMOS的てき閘極端はし多た加か一いち個こ圓えん圈けん以示區別くべつ。

幾いく種しゅ常見つねみ的てきMOSFET電路でんろ符號ふごう，加か上じょう接せっ面めん場じょう效こう電でん晶あきら體からだ一起かずき比較ひかく：

					P沟道
					N沟道
JFET	增强ぞうきょう型がたMOSFET	增强ぞうきょう型がたMOSFET（省略しょうりゃく基もと極きょく）		空そら乏とぼし型がたMOSFET

上うえ圖ず中ちゅう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ符號ふごう中ちゅう，基もと極端きょくたん和わ源げん極端きょくたん均ひとし接せっ在ざい一起かずき，一般いっぱん分立ぶんりつ元もと件けん的てきMOSFET幾いく乎均如此，但ただし在ざい積せき體たい電路でんろ中なか的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ則そく並なみ不ふ一定いってい是ぜ這樣連接れんせつ。通常つうじょう一いち顆積せき體たい電路でんろ晶あきら片かた中ちゅう相しょう同どう通つう道どう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ都と共ども享とおる同どう一いち個こ基もと極ごく，故こ某ぼう些情況きょう下か的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい可能かのう會かい使し得とく源げん極ごく和かず基はじめ極ごく並なみ非ひ直接ちょくせつ連れん在ざい一いち起おこり，例れい如串疊たたみ式しき電流でんりゅう源げん（cascode current source）電路でんろ中ちゅう的てき部ぶ份NMOS就是如此。基もと極ごく與あずか源みなもと極きょく沒ぼつ有ゆう直接ちょくせつ相しょう連れん的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ會かい出現しゅつげん基板きばん效こう應おう（body effect）而部份改變かいへん其操作そうさ特性とくせい，將はた在ざい後ご面めん的てき章節しょうせつ中ちゅう詳述しょうじゅつ。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき操作そうさ原理げんり

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき核心かくしん

多た晶あきら矽—氧化層そう—半導體はんどうたい結構けっこう

场效应管在ざい不同ふどう栅极厚あつ度たび下した的てきC-V特性とくせい曲きょく线。左ひだり侧为积累，中ちゅう间为耗尽，右みぎ侧为反はん型がた（反はん转）

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい結構けっこう上じょう以一いち個こ金屬きんぞく—氧化物ぶつ層そう—半導體はんどうたい的てき電でん容よう為ため核心かくしん（現在げんざい的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ多た半はん以多た晶あきら矽取と代だい金屬きんぞく作為さくい其閘極ごく材料ざいりょう），氧化層そう的てき材料ざいりょう多た半はん是ぜ二に氧化矽，其下是ぜ作為さくい基もと極きょく的てき矽，而其上じょう則のり是ぜ作為さくい閘極的てき多た晶あきら矽。這樣的てき結構けっこう正せい好このみ等とう於一いち個こ電でん容器ようき，氧化層そう為ため電でん容器ようき中ちゅう介かい電でん質しつ，而電容よう值由氧化層そう的てき厚あつ度たび與あずか二に氧化矽的介かい電でん係數けいすう來らい決定けってい。閘極多た晶あきら矽與基もと極きょく的てき矽則のり成なり為ためMOS電でん容よう的てき兩個りゃんこ端點たんてん。

當とう一個電壓施加在MOS電でん容よう的てき兩端りょうたん時じ，半導體はんどうたい的てき電荷でんか分ぶん佈也會かい跟著改變かいへん。

累るい积

考慮こうりょ一いち個こp型がた的てき半導體はんどうたい（電でん洞ほら濃度のうど為ためN_A）形成けいせい的てきMOS電でん容よう，当とう给电容器ようき加か负电压时，电荷增加ぞうか（如C-V曲きょく线左侧所示しめせ）。

耗尽

相反あいはん，當とう一いち個こ正せい的てき電壓でんあつV_GD施ほどこせ加か在ざい閘極與あずか基もと極端きょくたん（如圖）時じ，電でん洞ほら的てき濃度のうど會かい減少げんしょう（称しょう为耗尽つき，如C-V曲きょく线中间所示しめせ），電子でんし的てき濃度のうど會かい增加ぞうか。

反はん型かた

當とうV_GS夠強時じ，接近せっきん閘極端はし的てき電子でんし濃度のうど會かい超過ちょうか電でん洞ほら。這個在ざいp-type半導體はんどうたい中ちゅう，電子でんし濃度のうど（帶おび負ふ電荷でんか）超過ちょうか電でん洞ほら（帶おび正せい電荷でんか）濃度のうど的てき區域くいき，便びん是ぜ所謂いわゆる的てき反轉はんてん層そう（inversion layer），如C-V曲きょく线右侧所示しめせ。

MOS電でん容よう的てき特性とくせい決定けってい了りょう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき操作そうさ特性とくせい，但ただし是ぜ一個完整的金氧半場效電晶體結構還需要一個提供多數たすう載の子こ（majority carrier）的てき源げん極ごく以及接受せつじゅ這些多數たすう載の子こ的てき汲極。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき結構けっこう

一いち個こNMOS電でん晶あきら體からだ的てき立體りったい截面圖ず

左ひだり圖ず是ぜ一いち個こn-type金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（以下いか簡稱NMOS）的てき截面圖ず。如前所しょ述じゅつ，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき核心かくしん是ぜ位い於中央ちゅうおう的てきMOS電でん容よう，而左右さゆう兩側りょうがわ則そく是ぜ它的源げん極ごく與あずか汲極。源みなもと極ごく與あずか汲極的てき特性とくせい必須ひっす同どう為ためn-type（即そくNMOS）或ある是ぜ同どう為ためp-type（即そくPMOS）。左ひだり圖ずNMOS的てき源げん極ごく與あずか汲極上じょう標示ひょうじ的てき「N+」代表だいひょう著ちょ兩個りゃんこ意義いぎ：（1）N代表だいひょう摻雜（doped）在ざい源みなもと極ごく與あずか汲極區域くいき的てき雜ざつ質しつ極性きょくせい為ためN；（2）「+」代表だいひょう這個區域くいき為ため高だか摻雜濃度のうど區域くいき（heavily doped region），也就是ぜ此區的てき電子でんし濃度のうど遠とお高こう於其他た區域くいき。在ざい源みなもと極ごく與あずか汲極之の間あいだ被ひ一個極性相反的區域隔開，也就是ぜ所謂いわゆる的てき基もと極きょく（或ある稱しょう基體きたい）區域くいき。如果是ぜNMOS，那な麼其基體きたい區く的てき摻雜就是p-type。反はん之これ對たいPMOS而言，基體きたい應おう該是n-type，而源極ごく與あずか汲極則そく為ためp-type（而且是重これしげ摻雜的てきP+）。基體きたい的てき摻雜濃度のうど不ふ需要じゅよう如源極ごく或ある汲極那な麼高，故こ在ざい左ひだり圖ず中ちゅう沒ぼつ有ゆう「+」，作為さくい通どおり道みち用よう。

對たい這個NMOS而言，真正しんせい用よう來らい作為さくい通どおり道どう、讓ゆずる載の子こ通過つうか的てき只ただ有ゆうMOS電でん容よう正せい下方かほう半導體はんどうたい的てき表面ひょうめん區域くいき。當とう一個正電壓施加在閘極上，帶たい負まけ電でん的てき電子でんし就會被ひ吸引きゅういん至いたり表面ひょうめん，形成けいせい通どおり道どう，讓ゆずるn-type半導體はんどうたい的てき多數たすう載の子こ—電子でんし可か以從源げん極きょく流りゅう向こう汲極。如果這個電壓でんあつ被ひ移うつり除じょ，或ある是ぜ放ひ上うえ一いち個こ負まけ電壓でんあつ，那な麼通道どう就無法ほう形成けいせい，載の子こ也無法ほう在ざい源げん極ごく與あずか汲極之の間あいだ流動りゅうどう，也就是ぜ可か以透過とうか閘極的てき電壓でんあつ控ひかえ制せい通どおり道どう的てき開ひらき關せき。

假設かせつ操作そうさ的てき對象たいしょう換かわ成なるPMOS，那な麼源極ごく與あずか汲極為ためp-type、基體きたい則そく是ぜn-type。在ざいPMOS的てき閘極上じょう施ほどこせ加か負ふ電壓でんあつ，則のり半導體はんどうたい上じょう的てき空そら穴あな會かい被ひ吸引きゅういん到いた表面ひょうめん形成けいせい通どおり道どう，半導體はんどうたい的てき多數たすう載の子こ—空そら穴あな則そく可か以從源げん極きょく流りゅう向こう汲極。假設かせつ這個負ふ電壓でんあつ被ひ移うつり除じょ，或ある是ぜ加か上正かみしょう電壓でんあつ，那な麼通道どう無法むほう形成けいせい，一樣無法讓載子在源極和汲極間流動。

特別とくべつ要よう說明せつめい的てき是ぜ，源みなもと極きょく在ざい金かね氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ裡うら的てき意思いし是ぜ「提供ていきょう多數たすう載の子こ的てき來らい源げん」。對たいNMOS而言，多數たすう載の子こ是ぜ電子でんし；對たいPMOS而言，多數たすう載の子こ是ぜ空そら穴あな。相對そうたい的てき，汲極就是接受せつじゅ多數たすう載の子こ的てき端點たんてん。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき操作そうさ模も式しき

Ohmic contact to body to ensure no body bias; top left:subthreshold, top right:Ohmic mode, bottom left:Active mode at onset of pinch-off, bottom right: Active mode well into pinch-off – channel length modulation evident

左ひだり图为$I_{DS}-V_{GS}$计算机つくえ仿真曲きょく线。临界电压在ざい0.45V左右さゆう。右みぎ图展现的纳米线MOSFET中ちゅう反はん型かた沟道的てき形成けいせい（电子密度みつど的てき变化）。

依よ照あきら在ざい金かね氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極、源みなもと極きょく，與あずか汲極等とう三さん個こ端點たんてん施ほどこせ加か的てき偏へん置おけ（bias）不同ふどう，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい將はた有ゆう下か列れつ三さん種しゅ操作そうさ模も式しき。下面かめん将はた以一种简化代数模型来讨论。现代MOS管かん的てき特性とくせい比ひ这里展示てんじ的てき代数だいすう模型もけい更さら加か复杂。

对于增强ぞうきょう型がたN沟道MOS管かん来らい说，这3种工作こうさく模も式しき分ぶん别为：

截止區く（次つぎ臨界りんかい區く或ある弱じゃく反轉はんてん區く）（cutoff, subthreshold or weak-inversion mode）

當とう |V_GS| < |V_th| 时：

|V_GS| 代表だいひょう閘極到いた源みなもと極きょく的てき偏へん壓あつ差さ，|V_th| 为材料りょう的てき臨界りんかい電壓でんあつ。這個金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ是ぜ處しょ在ざい截止（cut-off）的てき狀態じょうたい，通つう道どう無法むほう反轉はんてん，並なみ沒ぼつ有ゆう足あし夠的多數たすう載の子こ，電流でんりゅう無法むほう流りゅう過か這個金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ，也就是ぜ這個金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ不ふ導通どうつう。

但ただし事實じじつ上じょう，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ無む電流でんりゅう通過つうか的てき敘述和わ現實げんじつ有ゆう些微小びしょう的てき差異さい。在ざい真實しんじつ的てき狀況じょうきょう下か，因いん為ため載の子こ的てき能のう量りょう依よ循麦むぎ克かつ斯韦-玻尔兹曼分布ぶんぷ而有高低こうてい的てき差異さい。雖然金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき通どおり道みち沒ぼつ有ゆう形成けいせい，但ただし仍然有ゆう些具有ぐゆう較高能のう量的りょうてき載の子こ可か以從半導體はんどうたい表面ひょうめん流りゅう至いたり汲極。而若是ぜ |V_GS| 略りゃく大だい於零，但ただし小しょう於 |V_th| 的てき情況じょうきょう下か，還かえ會かい有ゆう一いち個こ稱たたえ為ため弱じゃく反轉はんてん層そう（weak inversion layer）的てき區域くいき在ざい半導體はんどうたい表面ひょうめん出現しゅつげん，讓ゆずる更さら多おお載の子こ流りゅう過か。透過とうか弱じゃく反轉はんてん而從源げん極きょく流りゅう至いたり汲極的てき載の子こ數量すうりょう與あずか |V_GS| 的てき大小だいしょう之の間あいだ呈てい指數しすう的てき關係かんけい，此電流りゅう又また稱たたえ為ため亚阈值电流りゅう（subthreshold current）。

在ざい一些擁有大量金氧半場效電晶體的積體電路產品，如动态随ずい机つくえ存そん取と存そん储器（DRAM），次じ臨界りんかい電流でんりゅう往往おうおう會かい造成ぞうせい額がく外的がいてき能のう量りょう或ある功こう率りつ消耗しょうもう。

NMOS的てき汲極電流でんりゅう$I_{DS}$與あずか汲極電壓でんあつ之の間あいだ在ざい不同ふどう$V_{GS}-V_{th}$的てき關係かんけい

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい線せん性せい區く操作そうさ的てき截面圖ず

線せん性せい區く（三極區或歐姆區）（linear region, triode mode or ohmic mode）)）

當とう V_GS > V_th 且 V_GD > V_th 时：

此處ここらV_DS為ためNMOS汲極至いたり源げん極きょく的てき電壓でんあつ，則のり這顆NMOS為ため導通どうつう的てき狀況じょうきょう，在ざい氧化層そう下方かほう的てき通どおり道どう也已形成けいせい。此時這顆NMOS的てき行為こうい類似るいじ一いち個こ壓あつ控ひかえ電でん阻（voltage-controlled resistor），而由汲極向むかい源はじめ极流出りゅうしゅつ的てき電流でんりゅう大小だいしょう為ため：

$I_{D}=\mu _{n}C_{ox}{\frac {W}{L}}(V_{GS}-V_{th}-{\frac {V_{DS}}{2}})V_{DS}$

μみゅー_n是これ載の子こ遷移せんい率りつ（carrier mobility）、W是ぜ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極寬ひろし度ど、L是ぜ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極長ちょう度ど，而C_ox則のり是ぜ閘極氧化層そう的てき單位たんい電でん容よう大小だいしょう。在ざい這個區域くいき內，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき電流でんりゅう—電壓でんあつ關係かんけい有ゆう如一いち個こ線せん性せい方程式ほうていしき，因いん而稱為ため線せん性せい區く。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい飽和ほうわ區く操作そうさ的てき截面圖ず

飽和ほうわ區く（主動しゅどう區く）（saturation or active mode）

當とう V_GS > V_th 且 V_GD < V_th 时：

這顆金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ為ため導通どうつう的てき狀況じょうきょう，也形成けいせい了りょう通どおり道どう讓ゆずる電流でんりゅう通過つうか。但ただし是ぜ隨ずい著ちょ汲極電壓でんあつ增加ぞうか，超過ちょうか閘極電壓でんあつ時じ，會かい使し得とく接近せっきん汲極區く的てき反轉はんてん層そう電荷でんか為ため零れい，此處ここ的てき通どおり道どう消失しょうしつ（如圖），這種狀況じょうきょう稱しょう之の為ため夾止（pinch-off）。在ざい這種狀況じょうきょう下か，由よし源げん極ごく出發しゅっぱつ的てき載の子こ經由けいゆ通どおり道どう到達とうたつ夾止點てん時じ，會かい被ひ注入ちゅうにゅう汲極周圍しゅうい的てき空間くうかん電荷でんか區く（space charge region），再さい被ひ電場でんじょう掃入汲極。此時通過つうか金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき電流でんりゅう與あずか其汲極きょく—源げん極ごく間あいだ的てき電壓でんあつV_DS無關むせき，只ただ與あずか閘極電壓でんあつ有ゆう關せき，主要しゅよう原因げんいん在ざい於靠近きん汲極區く的てき閘極電壓でんあつ已やめ經けい不足ふそく以讓通どおり道どう反轉はんてん，而造成ぞうせい所しょ能のう提供ていきょう的てき載の子こ有限ゆうげん，限げん制せい住じゅう了りょう通どおり道どう的てき電流でんりゅう大小だいしょう，關係かんけい式しき如下：

$I_{D}={\frac {\mu _{n}C_{ox}}{2}}{\frac {W}{L}}(V_{GS}-V_{th})^{2}$

上述じょうじゅつ的てき公式こうしき也是理想りそう狀況じょうきょう下か，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい飽和ほうわ區く操作そうさ的てき電流でんりゅう與あずか電壓でんあつ關係かんけい式しき。事實じじつ上じょう在ざい飽和ほうわ區く的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ汲極電流でんりゅう會かい因いん為ため通つう道長みちなが度ど調ちょう變へん效こう應おう而改變かいへん，並なみ非ひ與あずかV_DS全然ぜんぜん無關むせき。考慮こうりょ通どおり道長みちなが度ど調ちょう變へん效こう應おう之これ後ご的てき飽和ほうわ區く電流でんりゅう—電壓でんあつ關係かんけい式しき如下：

$I_{D}={\frac {\mu _{n}C_{ox}}{2}}{\frac {W}{L}}(V_{GS}-V_{th})^{2}(1+\lambda V_{DS})$

關せき於通道長みちなが度ど調ちょう變へん效こう應おう的てき成因せいいん與あずか影響えいきょう將はた在ざい後ご面めん敘述。

基板きばん效こう應おう

一般いっぱん而言，源みなもと極きょく電壓でんあつ與あずか基板きばん電壓でんあつ兩者りょうしゃ接せっ在ざい一起かずきV_SB＝0，但ただし在ざい實際じっさい上じょうV_SB＞0（對たいP型がた基板きばん而言），此時基板きばん與あずか源みなもと極きょく產さん生せい逆ぎゃく偏へん，使つかい得とく空むなし乏とぼし區く電荷でんか增加ぞうか，因いん此使臨界りんかい電壓でんあつ增加ぞうか的てき現象げんしょう稱しょう為ため基板きばん效こう應おう（Body Effect）。基板きばん效こう應おう通常つうじょう是ぜ負まけ面めん的てき，臨界りんかい電壓でんあつ之の變化へんか常會じょうかい使し類比るいひ電路でんろ或ある數すう位い電路でんろ設計せっけい更さら加か複雜ふくざつ。MOS受到基板きばん效こう應おう影響えいきょう，臨界りんかい電壓でんあつ會かい有ゆう所しょ改變かいへん，公式こうしき如下：

$V_{TN}=V_{TO}+\gamma \left({\sqrt {V_{SB}+2\phi }}-{\sqrt {2\phi }}\right)$,

$V_{TO}$是これ基き極ごく與あずか源みなもと極きょく之の間あいだ無む電位差でんいさ時じ的てき臨界りんかい電壓でんあつ，$\gamma$是ぜ基板きばん效こう應おう參さん數すう，$2\phi$則のり是ぜ與あずか半導體はんどうたい能のう階かい相關そうかん的てき參さん數すう（禁きん带中线与费米能のう级的差さ值）。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい電子でんし電路でんろ上じょう應用おうよう的てき優勢ゆうせい

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい1960年ねん由ゆかり貝かい爾なんじ實驗じっけん室しつ的てきD. Kahng和わMartin Atalla首くび次じ實じつ作成さくせい功こう，這種元もと件けん的てき操作そうさ原理げんり和わ1947年ねん蕭しょう克利かつとし等とう人ひと發明はつめい的てき雙そう載の子こ接せっ面めん電でん晶あきら體からだ截然せつぜん不同ふどう，且因為ため製せい造成ぞうせい本ほん低廉ていれん與あずか使用しよう面積めんせき較小、高こう整合せいごう度ど的てき優勢ゆうせい，在ざい大型おおがた積せき體たい電路でんろ或ある是ぜ超ちょう大型おおがた積せき體たい電路でんろ的てき領域りょういき裡うら，重要じゅうよう性せい遠とお超過ちょうかBJT。

近年きんねん來由らいゆ於金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ元もと件けん的てき性能せいのう逐漸提ひさげ升ます，除じょ了りょう傳統でんとう上じょう應用おうよう於諸如微處理しょり器き、微ほろ控ひかえ制せい器き等とう數すう位い訊號處理しょり的てき場合ばあい上じょう，也有やゆう越來ごえく越えつ多た類比るいひ訊號處理しょり的てき積せき體たい電路でんろ可か以用金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい來らい實現じつげん，以下いか分別ふんべつ介かい紹這些應用おうよう。

數すう位い電路でんろ

數すう位い科技かぎ的てき進步しんぽ，如微ほろ處理しょり器き運算うんざん效能こうのう不斷ふだん提ひさげ升ます，帶おび給きゅう深入ふかいり研けん發はつ新しん一代金氧半場效電晶體更多的動力，這也使し得とく金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ本身ほんみ的てき操作そうさ速度そくど越來ごえく越えつ快かい，幾いく乎成為ため各種かくしゅ半導體はんどうたい主動しゅどう元もと件けん中ちゅう最さい快かい的てき一いち種しゅ。金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい數すう位い訊號處理しょり上じょう最さい主要しゅよう的てき成功せいこう來らい自じ互補式しき金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい邏輯電路でんろ的てき發明はつめい，這種結構けっこう最大さいだい的てき好こう處しょ是ぜ理論りろん上じょう不ふ會かい有ゆう靜態せいたい的てき功こう率りつ損耗そんこう，只ただ有ゆう在ざい邏輯閘的てき切せつ換かわ動作どうさ時じ才ざい有ゆう電流でんりゅう通過つうか。互補式しき金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい邏輯閘最基本きほん的てき成員せいいん是ぜ互補式しき金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい反はん相そう器き，而所有しょゆう互補式しき金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい邏輯閘的基本きほん操作そうさ都と如同反はん相そう器き一いち樣よう，同どう一時間內必定只有一種電晶體（NMOS或ある是ぜPMOS）處しょ在ざい導通どうつう的てき狀態じょうたい下か，另一種必定是截止狀態，這使得とく從したがえ電源でんげん端はし到いた接地せっち端はし不ふ會かい有ゆう直接ちょくせつ導通どうつう的てき路ろ徑みち，大量たいりょう節ぶし省しょう了りょう電流でんりゅう或ある功こう率りつ的てき消耗しょうもう，也降低てい了りょう積せき體たい電路でんろ的てき發熱はつねつ量りょう。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい數すう位い電路でんろ上じょう應用おうよう的てき另外一大いちだい優勢ゆうせい是ぜ對たい直流ちょくりゅう訊號而言，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極端はし阻抗為ため無限むげん大だい（等とう效こう於開路ろ），也就是ぜ理論りろん上じょう不ふ會かい有ゆう電流でんりゅう從したがえ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極端はし流りゅう向こう電路でんろ裡うら的てき接地せっち點てん，而是完全かんぜん由よし電壓でんあつ控ひかえ制せい閘極的てき形式けいしき。這讓金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ和わ他た們最主要しゅよう的てき競爭きょうそう對たい手てBJT相しょう較之下か更さら為ため省しょう電でん，而且也更易えき於驅動くどう。在ざいCMOS邏輯電路でんろ裡うら，除じょ了りょう負ふ責せめ驅動くどう晶あきら片かた外そと負まけ載の（off-chip load）的てき驅動くどう器き外そと，每まい一級的邏輯閘都只要面對同樣是金氧半場效電晶體的閘極，如此一來較不需考慮邏輯閘本身的驅動力。相あい較之下か，BJT的てき邏輯電路でんろ（例れい如最常見つねみ的てきTTL）就沒有ゆう這些優勢ゆうせい。金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極輸入ゆにゅう電でん阻無限げん大だい對たい於電路ろ設計せっけい工程こうてい師し而言亦また有ゆう其他優ゆう點てん，例れい如較不ふ需考慮こうりょ邏輯閘輸出端では的てき負ふ載の效こう應おう（loading effect）。

類比るいひ電路でんろ

有ゆう一いち段だん時間じかん，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ並なみ非ひ類比るいひ電路でんろ設計せっけい工程こうてい師し的てき首くび選せん，因いん為ため類比るいひ電路でんろ設計せっけい重視じゅうし的てき性能せいのう參さん數すう，如電じょでん晶あきら體からだ的てき跨またが导或ある是ぜ電流でんりゅう的てき驅動くどう力りょく上じょう，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ不ふ如BJT來らい得とく適合てきごう類比るいひ電路でんろ的てき需求。但ただし是ぜ隨ずい著ちょ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ技術ぎじゅつ的てき不斷ふだん演えんじ進すすむ，今日きょう的てきCMOS技術ぎじゅつ也已經けい可か以符合ふごう很多類比るいひ電路でんろ的てき規格きかく需求。再さい加か上うえ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ因いん為ため結構けっこう的てき關係かんけい，沒ぼつ有ゆうBJT的てき一いち些致命いのち缺點けってん，如熱ねつ跑脫（thermal runaway）。另外，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい線せん性せい區く的てき壓あつ控ひかえ電でん阻特性せい亦また可か在ざい積せき體たい電路でんろ裡うら用よう來らい取と代だい傳統でんとう的てき多た晶あきら矽電阻（poly resistor），或ある是ぜMOS電でん容よう本身ほんみ可か以用來き取ど代だい常用じょうよう的てき多た晶あきら矽—絕緣ぜつえん體たい—多た晶あきら矽電容よう（PIP capacitor），甚至在ざい適當てきとう的てき電路でんろ控ひかえ制せい下か可か以表現出げんしゅつ電でん感かん（inductor）的てき特性とくせい，這些好こう處しょ都と是ぜBJT很難提供ていきょう的てき。也就是ぜ說せつ，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ除じょ了りょう扮ふん演えんじ原本げんぽん電でん晶あきら體からだ的てき角かく色しょく外がい，也可以用來らい作為さくい類比るいひ電路でんろ中ちゅう大量たいりょう使用しよう的てき被ひ動どう元もと件けん（passive device）。這樣的てき優ゆう點てん讓ゆずる採用さいよう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ實現じつげん類比るいひ電路でんろ不ふ但ただし可か以滿足まんぞく規格きかく上じょう的てき需求，還かえ可か以有效ゆうこう縮小しゅくしょう晶あきら片へん的てき面積めんせき，降くだ低てい生產せいさん成本なりもと。

隨ずい著ちょ半導體はんどうたい製造せいぞう技術ぎじゅつ的てき進步しんぽ，對たい於整合せいごう更さら多功たこう能のう至いたり單たん一晶片的需求也跟著大幅提升，此時用金ようきん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ設計せっけい類比るいひ電路でんろ的てき另外一個優點也隨之浮現。為ため了りょう減少げんしょう在ざい印刷いんさつ電路でんろ板ばん上うえ使用しよう的てき積せき體たい電路でんろ數量すうりょう、減少げんしょう封ふう裝そう成本なりもと與あずか縮小しゅくしょう系統けいとう的てき體積たいせき，很多原本げんぽん獨立どくりつ的てき類比るいひ晶あきら片かた與あずか數すう位い晶あきら片かた被ひ整合せいごう至いたり同どう一いち個こ晶あきら片かた內。金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ原本げんぽん在ざい數すう位い積せき體たい電路でんろ上じょう就有很大的てき競爭きょうそう優勢ゆうせい，在ざい類比るいひ積せき體たい電路でんろ上じょう也大量りょう採用さいよう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい之これ後ご，把わ這兩種しゅ不同ふどう功こう能のう的てき電路でんろ整合せいごう起おこり來らい的てき困難こんなん度ど也顯著ちょ的てき下降かこう。另外像ぞう是ぜ某ぼう些混合こんごう訊號電路でんろ（Mixed-signal circuits），如類比るいひ數すう位い轉換てんかん器き，也得以利用金ようきん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ技術ぎじゅつ設計せっけい出で效能こうのう更さら好このみ的てき產品さんぴん。

近きん年來ねんらい還かえ有ゆう一種整合金氧半場效電晶體與BJT各自かくじ優ゆう點てん的てき製せい程ほど技術ぎじゅつ：BiCMOS也越來ごえく越えつ受歡迎かんげい。BJT元もと件けん在ざい驅動くどう大だい電流でんりゅう的てき能力のうりょく上じょう仍然比ひ一般いっぱん的てきCMOS優ゆう異こと，在ざい可か靠もたれ度ど方面ほうめん也有やゆう一いち些優勢ゆうせい，例れい如不容易ようい被かむ靜しずか電でん放電ほうでん破壞はかい。所以ゆえん很多同時どうじ需要じゅよう複雜ふくざつ訊號處理しょり以及強大きょうだい電流でんりゅう驅動くどう能力のうりょく的てき積せき體たい電路でんろ產品さんぴん會かい使用しようBiCMOS技術ぎじゅつ來らい製作せいさく。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん縮ちぢみ放ひ

過去かこ數すう十じゅう年來ねんらい，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん不斷ふだん地變ちへん小しょう。早期そうき的てき積せき體たい電路でんろ金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ製せい程ほど裡うら，通つう道長みちなが度ど約やく在ざい幾いく個こ微ほろ米べい的てき等級とうきゅう。但ただし是ぜ到いた了りょう今日きょう的てき積せき體たい電路でんろ製せい程ほど，這個參さん數すう已やめ經けい縮小しゅくしょう到いた了りょう幾いく十分之一甚至一百分之一。2008年初ねんしょ，Intel開始かいし以45奈米的てき技術ぎじゅつ來らい製造せいぞう新しん一代いちだい的てき微ほろ處理しょり器き，實際じっさい的てき元もと件けん通どおり道長みちなが度ど可能かのう比ひ這個數字すうじ還かえ小しょう一いち些。至いたり90年代ねんだい末まつ，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ尺寸しゃくすん不斷ふだん縮小しゅくしょう，讓ゆずる積せき體たい電路でんろ的てき效能こうのう大だい大だい提ひさげ升ます，而從歷史れきし的てき角度かくど來らい看み，這些技術ぎじゅつ上じょう的てき突破とっぱ和わ半導體はんどうたい製せい程ほど的てき進步しんぽ有ゆう著ちょ密みつ不可分ふかぶん的てき關係かんけい。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん縮小しゅくしょう

基もと於以下か幾いく個こ理由りゆう，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん能のう越こし小越おごし好よしみ。

1. 越えつ小しょう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ象徵しょうちょう其通道長みちなが度ど減少げんしょう，讓ゆずる通どおり道どう的てき等とう效こう電でん阻也減少げんしょう，可か以讓更さら多た電流でんりゅう通過つうか。雖然通どおり道寬みちひろ度ど也可能かのう跟著變へん小しょう而讓通どおり道みち等とう效こう電でん阻變大だい，但ただし是ぜ如果能のう降くだ低てい單位たんい電でん阻的大小だいしょう，那な麼這個こ問題もんだい就可以解決かいけつ。
2. 金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん變へん小しょう意味いみ著ちょ閘極面積めんせき減少げんしょう，如此可か以降いこう低ひく等とう效こう的てき閘極電でん容よう。此外，越えつ小しょう的てき閘極通常つうじょう會かい有ゆう更さら薄うす的てき閘極氧化層そう，這可以讓前面ぜんめん提ひっさげ到いた的てき通どおり道どう單位たんい電でん阻值降くだ低てい。不ふ過か這樣的てき改變かいへん同時どうじ會かい讓ゆずる閘極電でん容よう反はん而變得とく較大，但ただし是ぜ和わ減少げんしょう的てき通どおり道みち電でん阻相比ひ，獲得かくとく的てき好こう處しょ仍然多た過か壞處，而金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい尺寸しゃくすん縮小しゅくしょう後ご的てき切せつ換かわ速度そくど也會因いん為ため上面うわつら兩個りゃんこ因いん素す加か總そう而變快かい。
3. 金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき面積めんせき越えつ小しょう，製造せいぞう晶あきら片へん的てき成本なりもと就可以降いこう低ひく，在ざい同樣どうよう的てき封ふう裝そう裡うら可か以裝下か更さら高密度こうみつど的てき晶あきら片へん。一片積體電路製程使用的晶圓尺寸是固定的，所以ゆえん如果晶あきら片かた面積めんせき越えつ小しょう，同樣どうよう大小だいしょう的てき晶あきら圓えん就可以產出さんしゅつ更さら多た的てき晶あきら片へん，於是成本なりもと就變得どく更さら低てい了りょう。

尺寸しゃくすん縮小しゅくしょう的てき負まけ面めん效こう應おう

雖然金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ尺寸しゃくすん縮小しゅくしょう可か以帶來らい很多好こう處しょ，但ただし同時どうじ也有やゆう很多負まけ面めん效こう應おう伴とも隨ずい而來。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん縮小しゅくしょう後ご出現しゅつげん的てき困難こんなん

把わ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん縮小しゅくしょう到いた一いち微ほろ米べい以下いか對たい於半導體はんどうたい製せい程ほど而言是ぜ個こ挑戰ちょうせん，不ふ過か現在げんざい的てき新しん挑戰ちょうせん多た半はん來き自じ尺寸しゃくすん越來ごえく越えつ小しょう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ元もと件けん所帶じょたい來らい過去かこ不ふ曾出現しゅつげん的てき物理ぶつり效こう應おう。

次じ臨限傳導でんどう

由よし於金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ閘極氧化層そう的てき厚あつ度たび也不斷ふだん減少げんしょう，所以ゆえん閘極電壓でんあつ的てき上限じょうげん也隨之の變へん少しょう，以免過大かだい的てき電壓でんあつ造成ぞうせい閘極氧化層そう突崩潰ほうかい（breakdown）。為ため了りょう維持いじ同樣どうよう的てき性能せいのう，金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき臨界りんかい電壓でんあつ也必須降低てい，但ただし是ぜ這也造成ぞうせい了りょう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ越來ごえく越えつ難なん以完全かんぜん關せき閉。也就是ぜ說せつ，足そく以造成金なりきん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ通どおり道どう區く發生はっせい弱じゃく反轉はんてん的てき閘極電壓でんあつ會かい比ひ從前じゅうぜん更さら低ひく，於是所謂いわゆる的てき亞あ閾值電流でんりゅう（subthreshold current）造成ぞうせい的てき問題もんだい會かい比ひ過去かこ更さら嚴重げんじゅう，特別とくべつ是ぜ今日きょう的てき積せき體たい電路でんろ晶あきら片所かたしょ含有がんゆう的てき電でん晶あきら體からだ數量すうりょう劇げき增ぞう，在ざい某ぼう些超ちょう大型おおがた積せき體たい電路でんろ的てき晶あきら片かた，次じ臨限傳導でんどう造成ぞうせい的てき功こう率りつ消耗しょうもう竟然佔了總そう功こう率りつ消耗しょうもう的てき一半いっぱん以上いじょう。

不ふ過か反はん過か來き說せつ，也有やゆう些電路ろ設計せっけい會かい因いん為ため金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき次つぎ臨限傳導でんどう得え到いた好こう處しょ，例れい如需要よう較高的てき轉てん導しるべ／電流でんりゅう轉換てんかん比ひ（transconductance-to-current ratio）的てき電路でんろ裡うら，利用りよう次じ臨限傳導でんどう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい來らい達成たっせい目的もくてき的てき設計せっけい也頗為ため常見つねみ。

晶あきら片かた內部連接れんせつ導線どうせん的てき寄生きせい電でん容よう效こう應おう

傳統でんとう上じょう，互補式しき金屬きんぞく氧化物ぶつ半導體はんどうたい邏輯閘的切せつ換かわ速度そくど與あずか其元件けん的てき閘極電でん容よう有ゆう關せき。但ただし是ぜ當とう閘極電でん容よう隨ずい著ちょ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ尺寸しゃくすん變へん小しょう而減少げんしょう，同樣どうよう大小だいしょう的てき晶あきら片上かたがみ可か容よう納おさめ更さら多た電でん晶あきら體たい時じ，連接れんせつ這些電でん晶あきら體からだ的てき金屬きんぞく導線どうせん間あいだ產さん生せい的てき寄生きせい電でん容よう效こう應おう就開始かいし主宰しゅさい邏輯閘的切せつ換かわ速度そくど。如何いか減少げんしょう這些寄生きせい電でん容よう，成なり了りょう晶あきら片かた效率こうりつ能否のうひ向上こうじょう突破とっぱ的てき關せき鍵かぎ之の一いち。

晶あきら片かた發熱はつねつ量りょう增加ぞうか

當とう晶あきら片上かたがみ的てき電でん晶あきら體からだ數量すうりょう大幅おおはば增加ぞうか後ご，有ゆう一個無法避免的問題也跟著發生了，那な就是晶あきら片へん的てき發熱はつねつ量りょう也大幅はば增加ぞうか。一般いっぱん的てき積せき體たい電路でんろ元もと件けん在ざい高溫こうおん下か操作そうさ可能かのう會かい導しるべ致切換かわ速度そくど受到影響えいきょう，或ある是ぜ導しるべ致可靠もたれ度ど與あずか壽命じゅみょう的てき問題もんだい。在ざい一いち些發熱量ねつりょう非常ひじょう高だか的てき積せき體たい電路でんろ晶あきら片かた如微ほろ處理しょり器き，目前もくぜん需要じゅよう使用しよう外がい加か的てき散ち熱ねつ系統けいとう來らい緩和かんわ這個問題もんだい。

在ざい功こう率りつ電でん晶あきら體たい（Power金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ）的てき領域りょういき裡うら，通つう道どう電でん阻常常會じょうかい因いん為ため溫度おんど升ます高だか而跟著ちょ增加ぞうか，這樣也使得とく在ざい元もと件けん中ちゅうPN结（pn-junction）導しるべ致的功こう率りつ損耗そんこう增加ぞうか。假設かせつ外がい置おけ的てき散ち熱ねつ系統けいとう無法むほう讓ゆずる功こう率りつ電でん晶あきら體からだ的てき溫度おんど保持ほじ在ざい夠低的てき水準すいじゅん，很有可能かのう讓ゆずる這些功こう率りつ電でん晶あきら體からだ遭到熱ねつ失しつ控ひかえ的てき命運めいうん。

閘極氧化層そう漏電ろうでん流りゅう增加ぞうか

閘極氧化層そう隨ずい著ちょ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ尺寸しゃくすん變へん小しょう而越來ごえく越えつ薄うす，目前もくぜん主流しゅりゅう的てき半導體はんどうたい製せい程ほど中ちゅう，甚至已やめ經けい做出厚あつ度たび僅有1.2奈米的てき閘極氧化層そう，大約たいやく等とう於5個こ原子げんし疊たたみ在ざい一起的厚度而已。在ざい這種尺度しゃくど下か，所有しょゆう的てき物理ぶつり現象げんしょう都と在ざい量子力學りょうしりきがく所ところ規範きはん的てき世界せかい內，例れい如電じょでん子こ的てき穿ほじ隧效應おう。因よし為ため穿ほじ隧效應おう，有ゆう些電子でんし有機ゆうき會かい越こし過か氧化層そう所しょ形成けいせい的てき位くらい能のう障壁しょうへき（potential barrier）而產生せい漏電ろうでん流りゅう，這也是ぜ今日きょう積せき體たい電路でんろ晶あきら片かた功こう耗的來らい源げん之の一いち。

為ため了りょう解決かいけつ這個問題もんだい，有ゆう一いち些介電でん係數けいすう比ひ二に氧化矽更さら高だか的てき物質ぶっしつ被ひ用もちい在ざい閘極氧化層そう中ちゅう。例れい如鉿和わ鋯的てき金屬きんぞく氧化物ぶつ（二に氧化鉿、二に氧化鋯）等とう高だか介かい電でん係數けいすう的てき物質ぶっしつ均ひとし能のう有效ゆうこう降くだ低てい閘極漏電ろうでん流りゅう。閘極氧化層そう的てき介かい電でん係數けいすう增加ぞうか後ご，閘極的てき厚あつ度ど便びん能增のうます加か而維持いじ一いち樣よう的てき電でん容よう大小だいしょう。而較厚あつ的てき閘極氧化層そう又また可か以降いこう低てい電子でんし透過とうか穿ほじ隧效應おう穿ほじ過か氧化層そう的てき機き率りつ，進しん而降低てい漏電ろうでん流りゅう。不ふ過か利用りよう新しん材料ざいりょう製作せいさく的てき閘極氧化層そう也必須ひっす考慮こうりょ其位能のう障壁しょうへき的てき高度こうど，因いん為ため這些新しん材料ざいりょう的てき傳導でんどう帶たい和わ價あたい帶たい和かず半導體はんどうたい的てき傳導でんどう帶たい與あずか價あたい帶たい的てき差さ距比二に氧化矽小しょう（二氧化矽的傳導帶和矽之間的高度差約為8ev），所以ゆえん仍然有ゆう可能かのう導しるべ致閘極きょく漏電ろうでん流りゅう出現しゅつげん。

製せい程ほど變異へんい更さら難なん掌てのひら控ひかえ

現代げんだい的てき半導體はんどうたい製せい程ほど工こう序じょ複雜ふくざつ而繁多はんた，任にん何なん一道いちどう製せい程ほど都みやこ有ゆう可能かのう造成ぞうせい積せき體たい電路でんろ晶あきら片上かたがみ的てき元もと件けん產さん生せい些微變異へんい。當とう金かね氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ等とう元もと件けん越えつ做越小しょう，這些變異へんい所しょ佔的比例ひれい就可能かのう大幅おおはば提ひさげ升ます，進しん而影響えいきょう電路でんろ設計せっけい者しゃ所しょ預あずか期き的てき效能こうのう，這樣的てき變異へんい讓ゆずる電路でんろ設計せっけい者しゃ的てき工作こうさく變へん得どく更さら為ため困難こんなん。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極材料ざいりょう

理論りろん上うえ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極應おう該儘可能かのう選擇せんたく電でん性せい良好りょうこう的てき導體どうたい，多た晶あきら矽在ざい經過けいか重じゅう摻雜之これ後ご的てき導電性どうでんせい可か以用在ざい金かね氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極上じょう，但ただし是ぜ並なみ非ひ完かん美的びてき選擇せんたく。目前もくぜん金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ使用しよう多た晶あきら矽作為さくい的てき理由りゆう如下：

1. 金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき臨界りんかい電壓でんあつ（threshold voltage）主要しゅよう由よし閘極與あずか通つう道どう材料ざいりょう的てき功こう函數かんすう之これ間あいだ的てき差異さい來らい決定けってい，而因為ため多た晶あきら矽本質しつ上じょう是ぜ半導體はんどうたい，所以ゆえん可か以藉由よし摻雜不同ふどう極性きょくせい的てき雜ざつ質しつ來らい改變かいへん其功函數かんすう。更さら重要じゅうよう的てき是ぜ，因よし為ため多た晶あきら矽和かず底そこ下か作為さくい通どおり道どう的てき矽之これ間あいだ能のう隙すき相しょう同どう，因いん此在降くだ低ていPMOS或ある是ぜNMOS的てき臨界りんかい電壓でんあつ時じ可か以藉由よし直接ちょくせつ調整ちょうせい多た晶あきら矽的てき功こう函數かんすう來らい達成たっせい需求。反はん過か來き說せつ，金屬きんぞく材料ざいりょう的てき功こう函數かんすう並なみ不ふ像ぞう半導體はんどうたい那な麼易於改變かいへん，如此一來要降低金氧半場效電晶體的臨界電壓就變得比較困難。而且如果想おもえ要よう同時どうじ降くだ低ていPMOS和わNMOS的てき臨界りんかい電壓でんあつ，將はた需要じゅよう兩りょう種たね不同ふどう的てき金屬きんぞく分別ふんべつ做其閘極材料ざいりょう，對たい於製程ほど又また是ぜ一いち個こ很大的てき變數へんすう。
2. 矽—二に氧化矽接せっ面めん經過けいか多年たねん的てき研究けんきゅう，已やめ經けい證しょう實じつ這兩種しゅ材料ざいりょう之の間あいだ的てき缺陷けっかん（defect）是ぜ相對そうたい而言比較ひかく少しょう的てき。反はん之これ，金屬きんぞく—絕緣ぜつえん體たい接せっ面めん的てき缺陷けっかん多た，容易ようい在ざい兩者りょうしゃ之の間あいだ形成けいせい很多表面ひょうめん能のう階かい，大だい為ため影響えいきょう元もと件けん的てき特性とくせい。
3. 多た晶あきら矽的てき熔點比ひ大だい多數たすう的てき金屬きんぞく高だか，而在現代げんだい的てき半導體はんどうたい製せい程ほど中ちゅう習慣しゅうかん在ざい高溫こうおん下か沉積閘極材料ざいりょう以增進ぞうしん元もと件けん效能こうのう。金屬きんぞく的てき熔點低てい，將しょう會かい影響えいきょう製せい程ほど所しょ能のう使用しよう的てき溫度おんど上限じょうげん。

不ふ過多かた晶あきら矽雖然しか在ざい過去かこ20年ねん是ぜ製造せいぞう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ閘極的てき標準ひょうじゅん，但ただし也有やゆう若干じゃっかん缺點けってん使し得とく未來みらい仍然有ゆう部ぶ份金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい可能かのう使用しよう金屬きんぞく閘極，這些缺點けってん如下：

1. 多た晶あきら矽導電性どうでんせい不ふ如金屬きんぞく，限げん制せい了りょう訊號傳でん遞的速度そくど。雖然可か以利用りよう摻雜的てき方式ほうしき改善かいぜん其導電性どうでんせい，但ただし成なり效こう仍然有限ゆうげん。目前もくぜん有ゆう些融點てん比較ひかく高だか的てき金屬きんぞく材料ざいりょう如：鎢、鈦、鈷或ある是ぜ鎳被ひ用もちい來らい和わ多た晶あきら矽製せい成合なれあい金きん。這類混合こんごう材料ざいりょう通常つうじょう稱たたえ為ため金屬きんぞく矽化物ぶつ。加か上うえ了りょう金屬きんぞく矽化物的ぶってき多た晶あきら矽閘極ごく有ゆう著ちょ比較ひかく好このみ的てき導しるべ電でん特性とくせい，而且又また能のう夠耐受高溫こうおん製せい程ほど。此外因がいいん為ため金屬きんぞく矽化物的ぶってき位置いち是ぜ在ざい閘極表面ひょうめん，離はなれ通どおり道どう區く較遠，所以ゆえん也不會かい對たい金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき臨界りんかい電壓でんあつ造成ぞうせい太ふと大だい影響えいきょう。
2. 在ざい閘極、源みなもと極ごく與あずか汲極都と鍍上金屬きんぞく矽化物的ぶってき製せい程ほど稱たたえ為ため自我じが對たい準じゅん金屬きんぞく矽化物ぶつ製せい程ほど（Self-Aligned Silicide），通常つうじょう簡稱salicide製せい程ほど。
3. 當とう金かね氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき尺寸しゃくすん縮ちぢみ的てき非常ひじょう小しょう、閘極氧化層そう也變得どく非常ひじょう薄うす時じ，例れい如現在げんざい的てき製せい程ほど可か以把氧化層そう縮ちぢみ到いた一いち奈米左右さゆう的てき厚あつ度たび，一種過去沒有發現的現象也隨之產生，這種現象げんしょう稱たたえ為ため多た晶あきら矽空乏とぼし。當とう金かね氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき反轉はんてん層そう形成けいせい時じ，有ゆう多た晶あきら矽空乏とぼし現象げんしょう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ閘極多た晶あきら矽靠近きん氧化層そう處しょ，會かい出現しゅつげん一いち個こ空むなし乏とぼし層そう（depletion layer），影響えいきょう金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ導通どうつう的てき特性とくせい。要よう解決かいけつ這種問題もんだい，金屬きんぞく閘極是ぜ最さい好このみ的てき方案ほうあん。目前もくぜん可か行ぎょう的てき材料ざいりょう包括ほうかつ鉭、鎢、氮化鉭（Tantalum Nitride），或ある是ぜ氮化鈦（Titanium Nitride）。這些金屬きんぞく閘極通どおり常和ときわ高だか介かい電でん係數けいすう物質ぶっしつ形成けいせい的てき氧化層そう一いち起おこり構成こうせいMOS電でん容よう。另外一種解決方案是將多晶矽完全的合金化，稱しょう為ためFUSI（FUlly-SIlicide polysilicon gate）製せい程ほど。

各種かくしゅ常見つねみ的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ技術ぎじゅつ

雙そう閘極金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ

雙そう閘極（dual-gate）金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ通どおり常用じょうよう在ざい射い頻しき積せき體たい電路でんろ中なか，這種金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき兩個りゃんこ閘極都と可か以控制せい電流でんりゅう大小だいしょう。在ざい射い頻しき電路でんろ的てき應用おうよう上じょう，雙そう閘極金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき第だい二個閘極大多數用來做增益、混こん頻しき器うつわ或ある是ぜ頻しき率りつ轉換てんかん的てき控ひかえ制せい。

空そら乏とぼし式しきMOSFETS

一般いっぱん而言，空そら乏とぼし式しき（depletion mode）金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ比ひ前述ぜんじゅつ的てき加か強きょう式しき（enhancement mode）金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ少しょう見み。空そら乏とぼし式しき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい製造せいぞう過程かてい中ちゅう改變かいへん摻雜到いた通つう道どう的てき雜ざつ質しつ濃度のうど，使つかい得とく這種金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ的てき閘極就算沒ぼつ有加ゆか電壓でんあつ，通つう道どう仍然存在そんざい。如果想おもえ要よう關せき閉通道どう，則のり必須ひっす在ざい閘極施ほどこせ加か負ふ電壓でんあつ（對たいNMOS而言）。空そら乏とぼし式しき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ是ぜ屬ぞく於「常つね閉型」（normally-closed，ON）的てき開ひらき關せき，而相對たい的てき，加か強きょう式しき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ則そく屬ぞく於「常つね斷だん型がた」（normally-open，OFF）的てき開ひらき關せき。

NMOS邏輯

同樣どうよう驅動くどう能力のうりょく的てきNMOS通常つうじょう比ひPMOS所しょ佔用的てき面積めんせき小しょう，因いん此如果はて只ただ在ざい邏輯閘的設計せっけい上じょう使用しようNMOS的てき話ばなし也能縮小しゅくしょう晶あきら片かた面積めんせき。不ふ過かNMOS邏輯雖然佔的面積めんせき小しょう，卻無法ほう像ぞうCMOS邏輯一樣做到不消耗靜態功率，因いん此在1980年代ねんだい中期ちゅうき後ご已やめ經けい漸やや漸やや退出たいしゅつ市場いちば，目前もくぜん以CMOS為ため主流しゅりゅう。

功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ

功こう率りつ電でん晶あきら體からだ單元たんげん的てき截面圖ず。通常つうじょう一個市售的功率電晶體都包含了數千個這樣的單元。

主しゅ条目じょうもく：功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ

功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（Power MOSFET）和かず前述ぜんじゅつ的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ元もと件けん在ざい結構けっこう上じょう就有著ちょ顯著けんちょ的てき差異さい。一般いっぱん積せき體たい電路でんろ裡うら的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ都と是ぜ平面へいめん式しき（planar）的てき結構けっこう，電でん晶あきら體からだ內的各かく端點たんてん都と離はなれ晶あきら片かた表面ひょうめん只ただ有ゆう幾いく個こ微ほろ米べい的てき距離きょり。而所有しょゆう的てき功こう率りつ元もと件けん都と是ぜ垂直すいちょく式しき（vertical）的てき結構けっこう，讓ゆずる元もと件けん可か以同時じ承うけたまわ受高電壓でんあつ與あずか高こう電流でんりゅう的てき工作こうさく環境かんきょう。一いち個こ功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ能のう耐たい受的電壓でんあつ是ぜ雜ざつ質しつ摻雜濃度のうど與あずかn-type磊晶層そう（epitaxial layer）厚あつ度ど的てき函數かんすう，而能通過つうか的てき電流でんりゅう則和のりかず元もと件けん的てき通どおり道寬みちひろ度ど有ゆう關せき，通つう道どう越こし寬ひろし則のり能のう容よう納おさめ越えつ多た電流でんりゅう。對たい於一個平面結構的金氧半場效電晶體而言，能のう承うけたまわ受的電流でんりゅう以及崩潰ほうかい電壓でんあつ的てき多寡たか都和つわ其通道どう的てき長ちょう寬大かんだい小しょう有ゆう關せき。對たい垂直すいちょく結構けっこう的てき金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい來らい說せつ，元もと件けん的てき面積めんせき和わ其能容よう納おさめ的てき電流でんりゅう大約たいやく成なり正せい比ひ，磊晶層そう厚あつ度ど則和のりかず其崩潰ほうかい電壓でんあつ成なり正せい比ひ。

值得一いち提ひさげ的てき是ぜ採用さいよう平面へいめん式しき結構けっこう的てき功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ也並非ひ不ふ存在そんざい，這類元もと件けん主要しゅよう用よう在ざい高級こうきゅう的てき音響おんきょう放ひ大器たいき中ちゅう。平面へいめん式しき的てき功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい飽和ほうわ區く的てき特性とくせい比ひ垂直すいちょく結構けっこう的てき對たい手しゅ更さら好このみ。垂直すいちょく式しき功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ則そく多た半はん用よう來らい做開關せき切せつ換かわ之これ用よう，取と其導通電つうでん阻（turn-on resistance）非常ひじょう小しょう的てき優ゆう點てん。

DMOS

DMOS是ぜ雙そう重じゅう擴散かくさん金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（Double-Diffused金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ）的てき縮寫しゅくしゃ，大だい部分ぶぶん的てき功こう率りつ金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ都と是ぜ採用さいよう這種製作せいさく方式ほうしき完成かんせい的てき。

以金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ實現じつげん類比るいひ開ひらけ關せき

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ在ざい導通どうつう時じ的てき通どおり道みち電でん阻低，而截止どめ時じ的てき電でん阻近乎無限げん大だい，所以ゆえん適合てきごう作為さくい類比るいひ訊號的てき開ひらき關せき（訊號的てき能のう量りょう不ふ會かい因いん為ため開ひらき關せき的てき電でん阻而損失そんしつ太ふと多た）。金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ作為さくい開ひらけ關せき時じ，其源極ごく與あずか汲極的てき分別ふんべつ和わ其他的てき應用おうよう是ぜ不ふ太ふとし相しょう同どう的てき，因いん為ため訊號可か以從金きん氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ閘極以外いがい的てき任にん一いち端はし進出しんしゅつ。對たいNMOS開ひらき關せき而言，電壓でんあつ最さい負まけ的てき一いち端はし就是源げん極ごく，PMOS則のり正ただし好こう相反あいはん，電壓でんあつ最さい正せい的てき一いち端はし是ぜ源げん極ごく。金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ開ひらき關せき能のう傳でん輸的訊號會かい受到其閘極きょく—源げん極ごく、閘極—汲極，以及汲極到いた源みなもと極きょく的てき電壓でんあつ限げん制せい，如果超過ちょうか了りょう電壓でんあつ的てき上限じょうげん可能かのう會かい導しるべ致金氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ燒しょう毀。

金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ開ひらき關せき的てき應用おうよう範圍はんい很廣，舉凡需要じゅよう用よう到いた取と樣よう保持ほじ電路でんろ（sample-and-hold circuits）或ある是ぜ截波電路でんろ（chopper circuits）的てき設計せっけい，例れい如類比ひ數すう位い轉換てんかん器き（A/D converter）或ある是ぜ切せつ換かわ電でん容よう濾波器き（switch-capacitor filter）上じょう都と可か以見到いた金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體からだ開ひらき關せき的てき蹤影。

單たん一金氧半場效電晶體開關

當とうNMOS用よう來らい做開關せき時じ，其源極きょく接地せっち，閘極為ため控ひかえ制せい開ひらき關せき的てき端點たんてん。當とう閘極電壓でんあつ減げん去さ源みなもと極きょく電壓でんあつ超過ちょうか其導通どおり的てき臨界りんかい電壓でんあつ時じ，此開關せき的てき狀態じょうたい為ため導通どうつう。閘極電壓でんあつ繼續けいぞく升ます高だか，則のりNMOS能のう通過つうか的てき電流でんりゅう就更大だい。NMOS做開關せき時じ操作そうさ在ざい線せん性せい區く，因いん為ため源げん極ごく與あずか汲極的てき電壓でんあつ在ざい開ひらき關せき為ため導通どうつう時じ會かい趨向すうこう一致いっち。

PMOS做開關せき時じ，其源極きょく接せっ至いたり電路でんろ裡うら電位でんい最高さいこう的てき地方ちほう，通常つうじょう是ぜ電源でんげん。閘極的てき電壓でんあつ比ひ源げん極ごく低ひく、超過ちょうか其臨界かい電壓でんあつ時じ，PMOS開ひらき關せき會かい打開だかい。

NMOS開ひらき關せき能のう容よう許もと通過つうか的てき電壓でんあつ上限じょうげん為ため（V_gate-V_thn），而PMOS開ひらき關せき則そく為ため（V_gate+V_thp），這個值通常つうじょう不ふ是ぜ訊號原本げんぽん的てき電壓でんあつ振幅しんぷく，也就是ぜ說せつ單たん一金氧半場效電晶體開關會有讓訊號振幅變小、訊號失しつ真しん的てき缺點けってん。

雙そう重じゅう（互補式しき）金きむ氧半場じょう效こう電でん晶あきら體たい（CMOS, Complementary MOS）開ひらき關せき

為ため了りょう改善かいぜん前述ぜんじゅつ單たん一金氧半場效電晶體開關造成訊號失真的缺點，於是使用しよう一いち個こPMOS加か上じょう一いち個こNMOS的てきCMOS開ひらき關せき（Transmission gate）成なり為ため目前もくぜん最さい普遍ふへん的てき做法。CMOS開ひらけ關せき將すすむPMOS與あずかNMOS的てき源げん極ごく與あずか汲極分別ふんべつ連接れんせつ在ざい一起かずき，而基極きょく的てき接せっ法ほう則和のりかずNMOS與あずかPMOS的てき傳統でんとう接せっ法相ほうしょう同どう（PMOS的てき基もと極きょく接せっ到いた最高さいこう電壓でんあつ，即そくVDD；NMOS的てき基もと極きょく接せっ到いた最低さいてい電壓でんあつ，即そくVSS或あるGND）。要よう令れい開ひらき關せき導通どうつう時じ，則のり把わPMOS的てき閘極接せっ低てい電位でんい（VSS或あるGND），NMOS的てき閘極接せっ高だか電位でんい（VDD）。當とう輸入ゆにゅう電壓でんあつ在ざい（V_DD-V_thn）到いた（V_SS+V_thp）時じ，PMOS與あずかNMOS都と導通どうつう，而輸入ゆにゅう小しょう於（V_SS+V_thp）時じ，只ただ有ゆうNMOS導通どうつう，輸入ゆにゅう大だい於（V_DD-V_thn）時じ只ただ有ゆうPMOS導通どうつう，這樣做的好こう處しょ是ぜ在ざい大だい部分ぶぶん的てき輸入ゆにゅう電壓でんあつ下か，PMOS與あずかNMOS皆みな同時どうじ導通どうつう，如果任にん一邊的導通電阻上升，則のり另一邊的導通電阻就會下降，所しょ以開關せき的てき電でん阻幾乎可以保持ほじ定てい值，減少げんしょう訊號失しつ真しん。

参考さんこう文献ぶんけん

来らい源みなもと

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• 施ほどこせ敏さとし; 伍ご國こく珏; 譯者やくしゃ：張ちょう鼎かなえ張ちょう、劉りゅう柏かしわ村むら. 半導體はんどうたい元もと件けん物理ぶつり學がく(上うえ冊さつ). 臺灣たいわん: 國立こくりつ交通こうつう大學だいがく. 2008-08-01 [2008]. ISBN 978-986-843-951-1 （中ちゅう文ぶん）.  （繁しげる體たい中ちゅう文ぶん）
• 施ほどこせ敏さとし; 伍ご國こく珏; 譯者やくしゃ：張ちょう鼎かなえ張ちょう、劉りゅう柏かしわ村むら. 半導體はんどうたい元もと件けん物理ぶつり學がく(下しも冊さつ). 臺灣たいわん: 國立こくりつ交通こうつう大學だいがく. 2009-04-14 [2009]. ISBN 978-986-843-954-2 （中ちゅう文ぶん）.  （繁しげる體たい中ちゅう文ぶん）

外部がいぶ連結れんけつ

• Lessons In Electric Circuits—INSULATED-GATE FIELD-EFFECT TRANSISTORS （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• MOSFET models （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） Diagrams and mathematical derivation.
• MIT Open Courseware 6.012 -- 麻あさ省しょう理工りこう學院がくいん開放かいほう式しき課程かてい計畫けいかく（微ほろ電子でんし學がく與あずかMOSFET元もと件けん）
• MIT Open Courseware 6.002 – Spring 2007. [2020-06-11]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2010-05-05）. 
• MIT Open Courseware 6.012 – Fall 2009. [2020-06-11]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-06-07）. 
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• Mark Lundstrom, Mark Lundstrom. Course on Physics of Nanoscale Transistors. 2008 [2010-05-09]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-02-24）. 
• Dr. Lundstrom. Notes on Ballistic MOSFETs. 2005 [2010-05-18]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2012-02-24）.