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根据所用的半导体材料，集成电路可分为硅集成电路和化合物集成电路。硅集成电路可分为MOS型和双极结型晶体管，两者都可以利用自由电子势载流子和空穴作为载流子。MOS有不同类型，如以电子(负极)为载流子的“nMOS”，以空穴(正极)为载流子的“pMOS”，以及两侧结合的“互补金属氧化物半导体晶体管(CMOS)”。
今天我们就围绕MOS的概念，谈谈它的概念、工作原理、分类以及相关应用。
一、什么是MOSFET？
MOS的英文全称是MOSFET，其中后缀FET是场效应晶体管的简称，FET是通过控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的半导体器件。
FET是一种四端器件，具有源极(S)、栅极(G)、漏极(D)和体(B)端。FET通过向栅极施加电压来控制电流，从而改变漏极和源极之间的导电性。因为它只依靠半导体中的多数载流子导电，所以又叫单极晶体管。也就是说，FET在工作中使用电子或空穴作为电荷载流子，但不是两者都用。
场效应晶体管主要有两种，即结型场效应晶体管(JFET)和绝缘栅场效应晶体管(MOS晶体管)。
MOSFET的中文全称是金属氧化物半导体场效应晶体管。因为这种场效应晶体管的栅极被绝缘层隔离，所以也叫绝缘栅场效应晶体管。
MOSFET由Mohamed M. Atalla和Dawon Kahng于1959年在贝尔实验室发明，并于1960年6月首次推出。它是现代电子的基本元件，也是历史上最常用的器件。自20世纪60年代以来，MOSFET的小型化和微型化推动了电子半导体技术的快速发展，实现了存储芯片和微处理器等高密度集成电路。MOSFET被认为是电子工业的“主力军”。
二、MOSFET的结构
通常，MOSFET的主体B连接到源极端S，从而形成具有如下一般结构的三端器件：
上图是原则上。原则上，源极和漏极确实是对称的，不可区分。但是，在实际应用中，制造商通常会在源极和漏极之间连接一个二极管进行保护。正是这个二极管决定了源极和漏极，所以封装是固定的，方便实际使用。
根据上述MOSFET结构，MOSFET的功能取决于发生在沟道宽度和载流子(空穴或电子)流动中的电变化。电荷载流子通过源极端进入沟道，并通过漏极离开。
沟道的宽度由位于源极和漏极之间的称为栅极的电极上的电压控制。它与极薄金属氧化物层附近的沟道绝缘。
带端子的MOSFET
相关概念的解释
1:P或N
“P”代表正电，取自英文Positive的第一个字母。在这种半导体中，电荷载流子主要是带正电荷的空穴，它们来自半导体中的受主。
“n”是负电的意思，取自英文Negative的第一个字母。在这种半导体中，参与导电的电子(即导电载流子)主要带负电荷，这些电子来自半导体中的施主。
掺杂和缺陷都会增加导带中的电子浓度。对于锗和硅半导体材料，掺入族元素(磷、砷、锑等。)，当杂质原子取代晶格中的锗和硅原子时，可以提供一个共价键配位之外的额外电子，形成半导体中导带电子浓度的增加。这种杂质原子称为施主。
2.金属氧化物薄膜
图中表示这种薄膜是绝缘的，用于电气隔离，使栅极只能形成电场，而不是直流电，所以是电压控制的。在DC电，闸门和源极和漏极都是开着的。薄膜越薄，电场越好，阈值电压越小，相同栅压下导通能力越强。缺点是：越容易分解，工艺越难做，成本越贵。
3:渠道
中间的一条窄条是通道，把左右两极连接在一起。所以mos晶体管在导通后具有电阻特性，所以它的一个重要参数就是导通电阻，在选择mos晶体管时需要了解这个参数是否满足要求。
三、 MOSFET的工作原理和分类；Youtube对MOSFET的学习；文章MOS管的工作原理；以增强型MOS管为例；我们先简单了解一下MOS管的工作原理。从结构上可以看出MOS管类似三极管，也是两个背靠背的PN结！三极管的原理是在偏置下向薄基区注入电流，通过电子-空穴复合来控制电子之间的导通，而MOS管则是利用电场在栅极形成载流子沟道，在DS之间进行通信。
如上所示，当导通电压不足时，由于载流子的自然复合，将在N区和衬底P之间形成中性耗尽区。在给栅极提供直流电压后，P区的少数载流子(电子)会在电场的作用下聚集在栅极氧化硅下面，最终形成一个电子很多的区域，称为反型层，由于在P型衬底区形成了一个N型沟道区，所以称为反型。以便在DS之间有连续性。MOS晶体管的分类MOSFET可以做成四种类型：增强型或耗尽型，P沟道或N沟道，但实际使用的只有增强型N沟道MOS晶体管和增强型P沟道MOS晶体管，所以NMOS或PMOS通常是指这两种类型。
MOSFET类型和电路符号对于这两种增强型MOS晶体管，常用NMOS。原因是导通电阻小，容易制造。因此，NMOS一般用于开关电源和电机驱动的应用中。
概念1:区别1:MOSFET耗尽和增强；
耗尽模
当栅极端没有电压时，沟道将显示其最大电导。当栅极端两端的电压为正或负时，沟道电导率将降低。
增强模式
当栅极端上没有电压时，器件将不导通。当栅极端两端的电压最大时，器件将表现出增强的导电性。
与耗尽型相比，增强型通过“加厚”导电沟道的厚度来传导。如图所示，栅极电压越低，P型源漏的正离子越靠近中间，N型衬底的负离子离栅极越远。当栅极电压达到一个叫做阈值或阈电压的值时，P型释放出来的正离子连接在一起，形成一个沟道，这就是图形效应。
所以很容易理解，栅极电压必须低到一定程度才能导通。电压越低，沟道越厚，导通电阻越小。因为电场强度与距离的平方成正比，所以电场强到一定程度后，电压降引起的沟道增厚并不明显，也是因为N型负离子越来越难“屈服”。耗尽型是预先做一层导电层，用栅极加厚或减薄来控制源漏的导通。但这种管子一般不生产，市场上基本看不到。所以人们通常说mos管默认增强。概念二：P沟道MOSFET和N沟道MOSFET的区别；
p沟道MOSFET
P沟道MOSFET在源极端子和漏极端子之间具有P沟道区。它是一个四端器件，其端子分别是栅极、漏极、源极和主体。漏极和源极是重掺杂的P型区域，主体或衬底是N型的。电流朝带正电荷的空穴方向流动。当我们向栅极端施加具有排斥力的负电压时，存在于氧化层下的电子将被推挤
N沟道MOSFET在源极和漏极端子之间具有N沟道区。它是一个四端器件，其端子分别是栅极、漏极、源极和主体。在这种场效应晶体管中，漏极和源极是重掺杂的N区，衬底或主体是P型的。由于带负电荷的电子，电流在这种类型的MOSFET中流动。当我们向栅极端施加具有排斥力的正电压时，存在于氧化层下的空穴将被向下推入衬底。耗尽区由与受主原子结合的负电荷组成。当电子到达时，就形成了一个通道。正电压还将电子从n源极和漏极区吸引到沟道中。现在，如果在漏极和源极之间施加电压，电流将在源极和漏极之间自由流动，栅极电压控制沟道中的电子。如果我们施加负电压，将在氧化层下形成空穴沟道，而不是正电压。
增强型N沟道MOS晶体管的导通特性意味着它充当了一个开关，相当于闭合了开关。NMOS的特点是当Vgs(电压)大于一定值时就会导通，适用于源极接地(低端驱动)的情况，只要栅极电压达到4V或10V即可。由于PMOS的特性，当Vgs(电压)小于一定值时，就会导通，适用于源极接VCC(高端驱动)的情况。然而，虽然PMOS可以方便地用作高端驱动器，但NMOS通常用于高端驱动器，因为其导通电阻大，价格高，替换类型少。无论是NMOS还是PMOS导通，都有一个导通电阻，所以电流会在这个电阻上消耗能量，称为导通损耗。选择导通电阻小的MOS管降低导通损耗目前小功率MOS管的导通电阻一般在几十毫欧左右，也有几毫欧的。MOS的开启和关闭，一定不是瞬间完成的。MOS上的电压有一个下降的过程，流过它的电流有一个上升的过程。在此期间，MOS管的损耗是电压和电流的乘积，称为开关损耗。通常开关损耗远大于传导损耗，开关频率越快，损耗越大。四、 MOSFET的工作空间定义
MOSFET工作区
在最一般的情况下，MOSFET器件的工作主要发生在以下三个方面：
切断区域这是设备将被关闭且零电流将流过的区域。这里，该装置用作基本开关，必要时用作电气开关。
饱和区域在该区域，器件的漏极-源极电流值将保持不变，与漏极-源极间的电压上升无关。当漏极和源极端子之间的电压增加超过夹断电压时，这种情况只会发生一次。在这种情况下，器件用作闭合开关，通过漏极流到源极端子的电流达到饱和水平。因此，当设备应该切换时，选择饱和区域。
线性/欧姆区域该区域是漏极到源极之间的电流随着漏极到源极路径上的电压增加而增加的区域。当MOSFET器件在线性区域工作时，它们将执行放大器功能。
如下所示：
Vgs在一定范围内对MOS晶体管、VgsVth、Vds的开路效应。
2、 MOS管沟Vds控制
在VgsVth和VdsVgs-Vth之后，我们可以看到右侧的沟道变窄了，电阻增加了，因为DS之间有电场。电流Id的增加开始减缓。当Vds增加到一定程度时，右声道完全被夹断！
此时DS之间的电压全部分布在D端附近的夹断耗尽区，夹断区增大导致的电阻增大，即沟道宽度W的减小，抵消了Vds对Id的积极作用，所以电流Id几乎不随Vds的增大而变化。此时，D端载流子在强电场的作用下，通过耗尽区被扫到了S端！
这个区域就是MOS管的恒流区，也叫饱和区和放大区。但由于沟道调制效应，沟道长度L发生变化，所以曲线略有上翘。重要说明：MOS管和三极管的工作区定义了差分三极管的饱和区：输出电流Ic不随输入变化
以上是MOSFET的基本概念，关于它的应用还有很多知识点。因为篇幅原因，后面会在续作中介绍。
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