一、mosfet使用多晶硅的原由
理論上mosfet的柵極應(yīng)該盡可能選擇電性良好的導(dǎo)體，多晶硅在經(jīng)過重?fù)诫s之后的導(dǎo)電性可以用在mosfet的柵極上，但是并非完美的選擇。mosfet使用多晶硅的理由如下：
1. mosfet的臨界電壓（threshold voltage）主要由柵極與通道材料的功函數(shù)（work function）之間的差異來決定，而因?yàn)槎嗑Ч璞举|(zhì)上是半導(dǎo)體，所以可以藉由摻雜不同極性的雜質(zhì)來改變其功函數(shù)。更重要的是，因?yàn)槎嗑Ч韬偷紫伦鳛橥ǖ赖墓柚g能隙（bandgap）相同，因此在降低pmos或是nmos的臨界電壓時(shí)可以藉由直接調(diào)整多晶硅的功函數(shù)來達(dá)成需求。反過來說，金屬材料的功函數(shù)并不像半導(dǎo)體那么易于改變，如此一來要降低mosfet的臨界電壓就變得比較困難。而且如果想要同時(shí)降低pmos和nmos的臨界電壓，將需要兩種不同的金屬分別做其柵極材料，對(duì)于制程又是一個(gè)很大的變量。
2.硅-二氧化硅接面經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)證實(shí)這兩種材料之間的缺陷（defect）是相對(duì)而言比較少的。反之，金屬-絕緣體接面的缺陷多，容易在兩者之間形成很多表面能階，大為影響元件的特性。
3.多晶硅的融點(diǎn)比大多數(shù)的金屬高，而在現(xiàn)代的半導(dǎo)體制程中習(xí)慣在高溫下沉積柵極材料以增進(jìn)元件效能。金屬的融點(diǎn)低，將會(huì)影響制程所能使用的溫度上限。
二、mosfet的常見技術(shù)匯總
mosfet是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管。它常見技術(shù)主要有：
1.雙柵極mosfet
雙柵極（dual-gate）mosfet通常用在射頻（radio frequency,rf）集成電路中，這種mosfet的兩個(gè)柵極都可以控制電流大小。在射頻電路的應(yīng)用上，雙柵極mosfet的第二個(gè)柵極大多數(shù)用來做增益、混頻器或是頻率轉(zhuǎn)換的控制。
2.耗盡型mosfet
一般而言，耗盡型（depletion mode）mosfet比前述的增強(qiáng)型（enhancement mode）mosfet少見。耗盡型mosfet在制造過程中改變摻雜到通道的雜質(zhì)濃度，使得這種mosfet的柵極就算沒有加電壓，通道仍然存在。如果想要關(guān)閉通道，則必須在柵極施加負(fù)電壓。耗盡型mosfet最大的應(yīng)用是在“常關(guān)型”（normally-off）的開關(guān)，而相對(duì)的，加強(qiáng)式mosfet則用在“常開型”（normally-on）的開關(guān)上。
3.nmos邏輯
同樣驅(qū)動(dòng)能力的nmos通常比pmos所占用的面積小，因此如果只在邏輯門的設(shè)計(jì)上使用nmos的話也能縮小芯片面積。不過nmos邏輯雖然占的面積小，卻無法像cmos邏輯一樣做到不消耗靜態(tài)功率，因此在1980年代中期后已經(jīng)漸漸退出市場。
4.功率mosfet
功率mosfet和前述的mosfet元件在結(jié)構(gòu)上就有著顯著的差異。一般集成電路里的mosfet都是平面式（planar）的結(jié)構(gòu)，晶體管內(nèi)的各端點(diǎn)都離芯片表面只有幾個(gè)微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式（vertical）的結(jié)構(gòu)，讓元件可以同時(shí)承受高電壓與高電流的工作環(huán)境。一個(gè)功率mosfet能耐受的電壓是雜質(zhì)摻雜濃度與n型磊晶層（epitaxial layer）厚度的函數(shù)，而能通過的電流則和元件的通道寬度有關(guān)，通道越寬則能容納越多電流。對(duì)于一個(gè)平面結(jié)構(gòu)的mosfet而言，能承受的電流以及崩潰電壓的多寡都和其通道的長寬大小有關(guān)。對(duì)垂直結(jié)構(gòu)的mosfet來說，元件的面積和其能容納的電流成大約成正比，磊晶層厚度則和其崩潰電壓成正比。
5.dmos
dmos是雙重?cái)U(kuò)散mosfet（double-diffused mosfet）的縮寫，它主要用于高壓，屬于高壓mos管范疇。
6.以mosfet實(shí)現(xiàn)模擬開關(guān)
mosfet在導(dǎo)通時(shí)的通道電阻低，而截止時(shí)的電阻近乎無限大，所以適合作為模擬信號(hào)的開關(guān)（信號(hào)的能量不會(huì)因?yàn)殚_關(guān)的電阻而損失太多）。mosfet作為開關(guān)時(shí)，其源極與漏極的分別和其他的應(yīng)用是不太相同的，因?yàn)樾盘?hào)可以從mosfet柵極以外的任一端進(jìn)出。對(duì)nmos開關(guān)而言，電壓最負(fù)的一端就是源極，pmos則正好相反，電壓最正的一端是源極。mosfet開關(guān)能傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到其柵極-源極、柵極-漏極，以及漏極到源極的電壓限制，如果超過了電壓的上限可能會(huì)導(dǎo)致mosfet燒毀。
7.單一mosfet開關(guān)
當(dāng)nmos用來做開關(guān)時(shí)，其基極接地，柵極為控制開關(guān)的端點(diǎn)。當(dāng)柵極電壓減去源極電壓超過其導(dǎo)通的臨界電壓時(shí)，此開關(guān)的狀態(tài)為導(dǎo)通。柵極電壓繼續(xù)升高，則nmos能通過的電流就更大。nmos做開關(guān)時(shí)操作在線性區(qū)，因?yàn)樵礃O與漏極的電壓在開關(guān)為導(dǎo)通時(shí)會(huì)趨向一致。
pmos做開關(guān)時(shí)，其基極接至電路里電位最高的地方，通常是電源。柵極的電壓比源極低、超過其臨界電壓時(shí)，pmos開關(guān)會(huì)打開。
nmos開關(guān)能容許通過的電壓上限為（vgate-vthn），而pmos開關(guān)則為（vgate+vthp），這個(gè)值通常不是信號(hào)原本的電壓振幅，也就是說單一mosfet開關(guān)會(huì)有讓信號(hào)振幅變小、信號(hào)失真的缺點(diǎn)。
8.雙重mosfet（cmos）開關(guān)
為了改善前述單一mosfet開關(guān)造成信號(hào)失真的缺點(diǎn)，于是使用一個(gè)pmos加上一個(gè)nmos的cmos開關(guān)成為目前最普遍的做法。cmos開關(guān)將pmos與nmos的源極與漏極分別連接在一起，而基極的接法則和nmos與pmos的傳統(tǒng)接法相同。當(dāng)輸入電壓在（vdd-vthn）和（vss+vthp）時(shí)，pmos與nmos都導(dǎo)通，而輸入小于（vss+vthp）時(shí)，只有nmos導(dǎo)通，輸入大于（vdd-vthn）時(shí)只有pmos導(dǎo)通。這樣做的好處是在大部分的輸入電壓下，pmos與nmos皆同時(shí)導(dǎo)通，如果任一邊的導(dǎo)通電阻上升，則另一邊的導(dǎo)通電阻就會(huì)下降，所以開關(guān)的電阻幾乎可以保持定值，減少信號(hào)失真。