หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ภาคสนาม-

กล่าวโดยย่อ หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม- (FET) ก็คือ "รหัสปัจจุบันที่ไหลระหว่างท่อระบายและแหล่งกำเนิดผ่านช่องสัญญาณนั้นถูกควบคุมโดยแรงดันเกตแบบย้อนกลับ-ซึ่งเกิดจากจุดเชื่อมต่อ pn ระหว่างเกตและช่องสัญญาณ" แม่นยำยิ่งขึ้น ความกว้างของเส้นทางการไหลของ ID เช่น พื้นที่ตัดขวาง-ของช่องสัญญาณ ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงในการขยายเลเยอร์พร่องที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในอคติย้อนกลับของจุดเชื่อมต่อ pn ในพื้นที่ที่ไม่ใช่-ความอิ่มตัวซึ่ง VGS=0 การขยายตัวของเลเยอร์การเปลี่ยนแปลงไม่ใหญ่มาก ตามสนามไฟฟ้า VDS ที่ใช้ระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิด อิเล็กตรอนบางตัวในบริเวณแหล่งกำเนิดจะถูกดึงออกไปโดยท่อระบายน้ำ กล่าวคือ ID กระแสจะไหลจากท่อระบายน้ำไปยังแหล่งกำเนิด เลเยอร์การเปลี่ยนแปลงที่ขยายจากประตูไปยังท่อระบายน้ำจะบล็อกส่วนหนึ่งของช่อง ทำให้ ID อิ่มตัว สถานะนี้เรียกว่าการบีบ-ปิด ซึ่งหมายความว่าเลเยอร์การเปลี่ยนแปลงจะบล็อกส่วนหนึ่งของช่องสัญญาณ แต่กระแสไฟจะไม่ถูกตัดออก

ในชั้นทรานซิชัน เนื่องจากไม่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและรูอย่างอิสระ จึงเกือบจะมีคุณสมบัติเป็นฉนวนภายใต้สภาวะที่เหมาะสม และกระแสมักจะไหลช้ามาก อย่างไรก็ตาม ณ จุดนี้ สนามไฟฟ้าระหว่างท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดอยู่ใกล้ด้านล่างของท่อระบายน้ำและประตูซึ่งเป็นจุดที่ชั้นการเปลี่ยนแปลงทั้งสองชั้นสัมผัสกัน อิเล็กตรอนความเร็วสูง-ที่ถูกดึงโดยสนามไฟฟ้าดริฟท์จะผ่านชั้นทรานซิชัน เนื่องจากความแรงของสนามไฟฟ้าดริฟท์ยังคงเกือบคงที่ ความอิ่มตัวของ ID จึงเกิดขึ้น ประการที่สอง VGS เปลี่ยนแปลงไปในทิศทางลบ ทำให้ VGS=VGS(ปิด) ซึ่ง ณ จุดนี้ชั้นการเปลี่ยนแปลงจะครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดโดยประมาณ นอกจากนี้ สนามไฟฟ้าส่วนใหญ่ของ VDS ยังใช้กับชั้นทรานซิชัน โดยดึงอิเล็กตรอนไปทางทิศทางดริฟท์ เหลือไว้เพียงส่วนที่สั้นมากใกล้กับแหล่งกำเนิด เพื่อป้องกันการไหลของกระแสเพิ่มเติม

ฟิลด์ MOS-วงจรสวิตช์เปิดปิดทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์
ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม MOS-เรียกอีกอย่างว่าทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์-ออกไซด์-สนามเซมิคอนดักเตอร์-ของโลหะ (MOSFET) โดยทั่วไปจะมีสองประเภท: โหมดพร่อง-และโหมดการปรับปรุง- MOSFET โหมดการปรับปรุง-สามารถแบ่งเพิ่มเติมได้เป็นประเภท NPN และ PNP โดยทั่วไปประเภท NPN จะเรียกว่า N-channel และประเภท PNP จะเรียกว่า P-channel สำหรับเอฟเฟกต์ทรานซิสเตอร์ (FET) ของช่องสัญญาณ N- แหล่งจ่ายและท่อเดรนจะเชื่อมต่อกับเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N- และในทำนองเดียวกัน สำหรับ FET ของช่องสัญญาณ P- แหล่งที่มาและท่อระบายจะเชื่อมต่อกับสารกึ่งตัวนำประเภท P- กระแสไฟเอาท์พุตของ FET ถูกควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าอินพุต (หรือสนามไฟฟ้า) และถือได้ว่ามีน้อยหรือไม่มีเลย ส่งผลให้มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง ซึ่งเหตุนี้จึงเรียกว่าทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม (FET)

เมื่อแรงดันไปข้างหน้าถูกจ่ายให้กับไดโอด (ขั้ว P- ถึงขั้วบวก, ขั้ว N- ถึงขั้วลบ) ไดโอดจะนำไฟฟ้า และกระแสจะไหลผ่านจุดเชื่อมต่อ PN เนื่องจากเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าบวกกับเซมิคอนดักเตอร์ประเภท P- อิเล็กตรอนเชิงลบในเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N- จะถูกดึงดูดไปยังเซมิคอนดักเตอร์ประเภท P- ที่มีแรงดันไฟฟ้าเป็นบวก ในขณะที่อิเล็กตรอนบวกในเซมิคอนดักเตอร์ประเภท P- จะเคลื่อนที่ไปทางเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N- ซึ่งทำให้เกิดกระแสนำไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน เมื่อจ่ายแรงดันย้อนกลับให้กับไดโอด (ขั้ว P- ที่เชื่อมต่อกับขั้วลบและขั้ว N- กับขั้วบวก) แรงดันลบจะถูกจ่ายให้กับเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P- อิเล็กตรอนเชิงบวกจะรวมตัวกันที่เซมิคอนดักเตอร์ประเภท P- ในขณะที่อิเล็กตรอนเชิงลบจะรวมตัวกันอยู่ที่เซมิคอนดักเตอร์ประเภท N- เนื่องจากอิเล็กตรอนไม่เคลื่อนที่ จึงไม่มีกระแสไหลผ่านทางแยก PN และไดโอดจะถูกตัดออก เมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่เกต ดังที่วิเคราะห์ไว้ก่อนหน้านี้ ไม่มีกระแสไหลระหว่างแหล่งกำเนิดและเดรน และ MOSFET อยู่ในสถานะปิด (รูปที่ 7a) เมื่อแรงดันไฟฟ้าบวกถูกจ่ายไปที่เกตของ MOS MOSFET แบบช่อง N- เนื่องจากสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนเชิงลบจากแหล่งกำเนิดและการระบายของเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N- จะถูกดึงดูดไปที่เกต อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการอุดตันของฟิล์มออกไซด์ อิเล็กตรอนจึงสะสมในเซมิคอนดักเตอร์ประเภท P- ระหว่างช่อง N- สองช่อง (ดูรูปที่ 7b) จึงเกิดกระแสและทำให้แหล่งกำเนิดและการระบายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า สามารถจินตนาการได้ว่าเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N- สองตัวเชื่อมต่อกันด้วยช่องสัญญาณ และการสร้างแรงดันไฟเกตจะเทียบเท่ากับการสร้างสะพานเชื่อมระหว่างกัน ขนาดของสะพานนี้จะถูกกำหนดโดยแรงดันเกต

C-ฟิลด์ MOS-เอฟเฟ็กต์ทรานซิสเตอร์ (การปรับปรุง-โหมดฟิลด์ MOS-เอฟเฟ็กต์ทรานซิสเตอร์)

วงจรนี้รวม-โหมด P-ช่องสัญญาณ MOS ฟิลด์-เอฟเฟ็กต์ทรานซิสเตอร์ (EMT) และ-โหมด N-ช่องสัญญาณ MOS ฟิลด์-เอฟเฟ็กต์ทรานซิสเตอร์ (N-ช่องสัญญาณ MOS- ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์) เมื่ออินพุตต่ำ ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ P-channel MOS- จะเปิดขึ้น และเอาต์พุตจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ เมื่ออินพุตสูง ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ N-channel MOS- จะเปิดขึ้น และเอาต์พุตจะเชื่อมต่อกับกราวด์ ในวงจรนี้ ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ P-channel และ N-channel MOS-จะทำงานในสถานะตรงกันข้ามเสมอ โดยเฟสอินพุตและเอาต์พุตจะกลับกัน การดำเนินการนี้ทำให้ได้กระแสเอาต์พุตที่มากขึ้น ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากกระแสไฟฟ้ารั่ว ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม MOS- จะถูกปิดก่อนที่แรงดันเกตจะถึง 0V ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเมื่อแรงดันเกตน้อยกว่า 1 ถึง 2V แรงดันไฟปิด-จะแตกต่างกันไปเล็กน้อยขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม MOS{26}} เฉพาะ การออกแบบนี้ป้องกันการลัดวงจรที่เกิดจากทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวดำเนินการพร้อมกัน