MOSFET
C ∗ ∗ o v {\displaystyle C_{**ov}} : オーバーラップキャパシタンス
C ∗ ∗ j {\displaystyle C_{**j}} : 接合容量
C ∗ ∗ i {\displaystyle C_{**i}} は固有容量を表し、その値は動作領域により下記のように変化する。
カットオフ:
C g b i = W L C o x {\displaystyle C_{gbi}=WLC_{ox}}
C g s i = C g d i = C b s i = C d b i = 0 {\displaystyle C_{gsi}=C_{gdi}=C_{bsi}=C_{dbi}=0}
線形領域:
C g s i = 1 2 W L C o x ( 1 + 1 3 V d s V d s a t ) {\displaystyle C_{gsi}={\frac {1}{2}}WLC_{ox}(1+{\frac {1}{3}}{\frac {V_{ds}}{V_{dsat}}})}
日本におけるFETの型番は
2SJxxx PチャネルFET
2SKxxx NチャネルFET
というように番号が付けられているものが多い。ただし、JFETとMOSFETの区別は無い。混合(周波数変換)、利得調整などの目的で2個のゲートを持つ品種があり、その場合は3SK〜のように3で始まる番号が付けられている。メーカーにより電流・電圧定格が判るような独自の型番をつける場合がある。
MOSFET のうち特に大電力のスイッチング用に設計されたものである。バイポーラパワー・トランジスタに比べて、電圧駆動形素子であるので駆動回路の電力ロスが小さい。また、多数キャリアデバイスであり、本質的に高速スイッチングが可能で、スイッチングロスが小さい。しかし、耐圧が高くなるにしたがってオン抵抗が高くなるという問題がある。
2000年代に入り、トレンチゲート・擬平面接合などの構造の工夫により、高耐電圧化、オン抵抗・スイッチング損失の低減をともに満足するものも開発された。さらに、2006年現在、超接合構造を用い、シリコンの理論的限界を超える低損失のものも開発されている。
MOSFETの場合、基本的にソース・ドレイン端子に金属(アルミなどの配線層)を接合する。その際に接触抵抗を下げる目的で、比較的高濃度の不純物を打ち込む。 打ち込む不純物が n 型(p 型シリコン基板に対しては、III価の物質(B:ホウ素など))の場合、その部分は n+ 型(n ウェル)、 不純物が p 型(n 型シリコン基板に対しては、V価の物質(P:リンなど))の場合は p+ 型(p ウェル)と呼ばれる。
不純物を打ち込まなくても接触抵抗が十分に低い場合は不純物を打ち込む必要がなく、結果 p、n どちらにも属さない。 これはアンバイポーラ・トランジスタと呼ばれる。 この素子は、ゲートにマイナスの電圧(対ソース)を加えてもプラスの電圧を加えても、しきい値以上であれば電流を流す。
1980年代中頃までのメモリICやロジックICには、当時の集積技術の問題から p、n 両方を堆積する事が難しかったために、抵抗などでCMOSの片側を代用したp-MOS・n-MOSが用いられた。出現当初は製造しやすかったp-MOSが主力だったが、後に移動度の大きい電子をキャリアとするn-MOSが主力となった。
1980年代初めに標準ロジックICがCMOS構造で作られた。1990年代には電気的特性がアナログでの実用レベルに到達したのと、システムLSI等で論理回路とアナログ回路が混在して集積されるようになった関係でアナログ回路もCMOSで製作されるようになった。
C g d i = 1 2 W L C o x [ 1 − ( V d s V d s a t ) 2 ] {\displaystyle C_{gdi}={\frac {1}{2}}WLC_{ox}[1-({\frac {V_{ds}}{V_{dsat}}})^{2}]}
C b s i = 1 2 n W L C o x {\displaystyle C_{bsi}={\frac {1}{2}}nWLC_{ox}}
C b d i = 1 2 n W L C o x ( 1 − V d s V d s a t ) {\displaystyle C_{bdi}={\frac {1}{2}}nWLC_{ox}(1-{\frac {V_{ds}}{V_{dsat}}})}
飽和領域:
C g s i = 2 3 W L C o x {\displaystyle C_{gsi}={\frac {2}{3}}WLC_{ox}}
C g d i = 0 {\displaystyle C_{gdi}=0}
C b s i = 1 2 n W L C o x {\displaystyle C_{bsi}={\frac {1}{2}}nWLC_{ox}}
C b d i = 0 {\displaystyle C_{bdi}=0}