Металл-оксид-полупроводник полевой транзистор ( МОП - транзистор , МОП - транзистор , или МОП - полевой транзистор ), также известный как металл-оксид-кремниевый транзистор ( МОП - транзистор или МОП ), [1] представляет собой тип с изолированным затвором полевой транзистор , который изготавливают с помощью контролируемого окисления в виде полупроводника , обычно кремния . Напряжение закрытого затвора определяет электропроводность устройства; эта способность изменять проводимость в зависимости от приложенного напряжения может быть использована дляусиление или переключение электронных сигналов .

МОП-транзистор был изобретен Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году и впервые представлен в 1960 году. Это основной строительный блок современной электроники и наиболее часто производимое устройство в истории, общая стоимость которого оценивается в 13  секстиллионов. (1,3 × 10 22 ) полевых МОП-транзисторов, изготовленных в период с 1960 по 2018 гг. [2] Это доминирующее полупроводниковое устройство в цифровых и аналоговых интегральных схемах (ИС) [3] и наиболее распространенное устройство питания. Это компактный транзистор , который был миниатюризирован и серийно производился для широкого спектра применений , революционизировал электронную промышленность и мировую экономику и стал центральным элементом цифровой революции , эпохи кремния и информационного века.. Масштабирование и миниатюризация полевых МОП-транзисторов стимулировали быстрый экспоненциальный рост электронных полупроводниковых технологий с 1960-х годов и позволяют создавать ИС высокой плотности, такие как микросхемы памяти и микропроцессоры . MOSFET считается «рабочей лошадкой» электронной промышленности.

Ключевым преимуществом полевого МОП-транзистора является то, что он почти не требует входного тока для управления током нагрузки по сравнению с транзисторами с биполярным переходом (BJT). В полевом МОП-транзисторе в режиме улучшения напряжение, приложенное к выводу затвора, может увеличить проводимость из состояния «нормально выключено». В режиме истощения MOSFET напряжение, приложенное к затвору, может снизить проводимость от «нормально включенного» состояния. [5] MOSFET-транзисторы также обладают высокой масштабируемостью с увеличением миниатюризации и могут быть легко уменьшены до меньших размеров. Они также имеют более высокую скорость переключения (идеально для цифровых сигналов.), гораздо меньшего размера, потребляют значительно меньше энергии и обеспечивают гораздо более высокую плотность (идеально для крупномасштабной интеграции ) по сравнению с BJT. Полевые МОП-транзисторы также дешевле и имеют относительно простые этапы обработки, что приводит к высокой производительности .

МОП-транзисторы могут быть изготовлены как часть интегральных схем МОП-транзисторов или как дискретные МОП-транзисторы (например, силовые МОП-транзисторы ) и могут иметь форму транзисторов с одним или несколькими затворами . Поскольку полевые МОП-транзисторы могут быть изготовлены из полупроводников p-типа или n-типа ( логика PMOS или NMOS соответственно), дополнительные пары полевых МОП-транзисторов могут использоваться для создания схем переключения с очень низким энергопотреблением : логика CMOS (дополнительная МОП).

Название «металл – оксид – полупроводник» (МОП) обычно относится к металлическому затвору , оксидной изоляции и полупроводнику (обычно кремнию). Однако «металл» в названии MOSFET иногда используется неправильно, потому что материал затвора также может быть слоем поликремния (поликристаллического кремния). Наряду с оксидом можно использовать различные диэлектрические материалы с целью получения прочных каналов с меньшими приложенными напряжениями. МОП - конденсатор также является частью структуры МОП - транзистор.