文組也好懂的半導體 - (5)開關結構的主流MOS是甚麼

前面提到半導體做成的開關MOS，這超級重要的元件現在終於可以好好說說了，這東西說簡單也不簡單，前面說過MOS可以做開關也就可以做運算，又可以做訊號放大，基本上台積電就是靠做這玩意成為護國神山的，就讓我們開始稍微的深入半導體的世界吧

NMOS與PMOS

已命名來說MOS跟半導體是一樣的，如果是靠電子來當電流的載體，就叫做NMOS(因為電子是負電Negative)，如果是靠電洞來當電流的載體(電洞是正電Positive)，則叫做PMOS

不過要怎麼做呢，我們是要能任意操控這玩意導電不導電耶，加雜質進去可不能隨時加進去跟抽出來吧

的確雜質不能隨時加，但我們可以用電壓操縱的方式等校的去加，所以才說發明人是天才~而這個結構就是MOS結構，如下

順帶一提，如果今天參雜的非常多讓這個半導體很N，那我們就會寫做n+，反之很P就會寫p+

天才發明的等效方式就是做一個電容結構，我們看紅色框框的部分從上到下分別是一個金屬電極(metal，簡稱M，導體)，氧化矽(oxide，簡稱O，絕緣體)，P型半導體(semi-conductor，簡稱S，半導體)，兩個會導電的東東中間夾一個絕緣體，就是一個電容，看出來了嗎?

這個電容如果在電極加一個正電，就會吸引很多負電出現在半導體的上端(絕緣體與半導體交界處)，這些負電就是來自n+半導體的自由電子，如此一來，p型半導體的上端就會出現很多自由電子，不就可以導電了嗎!

就是用這個結構，我們加電就會讓半導體變成導體，而不加電，半導體又會回到那種愛導不導的接近絕緣體狀態，所以這就是一個用電來控制的開關了~

那剛剛說的電容結構是金屬電極(Metal)-氧化矽(Oxide)-半導體(Semiconductor)，把簡稱寫在一起就是MOS啦，又我們是靠加電產生電場來讓他控制導不導電(控制效能)，所以這東東的全明其實叫做MOS場效電晶體，英文全名是MOSFET(MOS-field efect transistor)

補充說明電晶體是啥米，他英文叫做transistor，可以看成trans - sistor也就是trans(轉) - resistor(電阻)，顧名思義，我們控制一端(Gate端)去轉讓另一段的電阻(Source到Drain的電阻)

回過頭來複習一下，如果是電子來導電，就是決定電子流不流MOSFET，就是N-MOSFET(NMOS)；如果是電洞來導電，就是決定電洞流不流MOSFET，就是P-MOSFET(PMOS)

想要吸引自由電子來導電(形成電子通道)必須是得加正電吸引，所以第2篇說NMOS是一個加正電就會打開的開關；吸引電洞來導電(形成電洞通道)必須是得加負電吸引，所以PMOS是一個加負電就會打開的開關。有沒有覺得一切故事都被串起來了呢?

當然這世界有很多天才發明很多結構，只是MOS是主流，所以其他開關的設計就不講囉~