MOSFETのパラメータ詳解

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1. 開放電圧VT－開放電圧（しきい値電圧とも呼ばれる）：ソースSとドレインDの間に導電チャネルが形成されるために必要なゲート電圧；-規格的なNチャネルMOSFET、VTは約3～6V；-工程上の改良により、MOSFETのVT値を2～3Vまで下げることができる。 2. 直流入力抵抗RGS、すなわちゲートとソース間に印加される電圧とゲート電流の比は、時としてゲートを流れるゲート電流で表される。MOSFETのRGSは容易に10¹⁰Ωを超えることがある。 3. ゲートソース破壊電圧BVGS－ゲートソース電圧を上昇させる過程で、ゲート電流IGがゼロから急激に増加し始めるVGSのことを、ゲートソース破壊電圧BVGSと呼ぶ。 4. ドレイン・ソース破壊電圧BVDS－VGS=0（強化形）の条件で、ドレイン・ソース間電圧を上昇させる過程でIDが急激に増加し始めるときのVDSをドレイン・ソース破壊電圧BVDSという。IDが急増する原因は次の2つである：（1）ドレイン付近の枯渇層におけるアバランシェ破壊、（2）ドレイン・ソース間の貫通破壊。一部のMOSFETではチャネル長が短く、VDSを上昇させ続けるとドレイン領域の枯渇層がソース領域まで拡大し、チャネル長がゼロになり、ドレイン・ソース間で貫通が生じる。貫通後、ソース領域内の多数キャリアは枯渇層の電界によって直接引き寄せられてドレイン領域に到達し、大きなIDが発生する。

5. 低周波ゲインgm－VDSが一定の値のとき、ドレイン電流の微小変化量と、その変化を引き起こすゲート・ソース間電圧の微小変化量の比をゲインという。gmはゲート・ソース間電圧がドレイン電流を制御する能力を示し、MOSFETの増幅能力を表す重要なパラメータである。通常は数マイクロアンペア/ボルトから数ミリアンペア/ボルトの範囲である。

6. 電極間容量－3つの電極間にはそれぞれ電極間容量が存在する：ゲート・ソース容量CGS、ゲート・ドレイン容量CGD、ドレイン・ソース容量CDS。CGSとCGDは約1～3pF、CDSは約0.1～1pFである。

7. 通電抵抗RON－通電抵抗RONはVDSがIDに与える影響を示し、ドレイン特性曲線上のある点における接線の傾きの逆数である。飽和領域ではIDはほとんどVDSに依存しないため、RONの値は大きく、通常は数十キロオームから数百キロオームの範囲である。デジタル回路ではMOSFETが通電しているときは多くの場合VDS=0の状態で動作するため、このときの通電抵抗RONは原点付近のRONで近似できる。一般的なMOSFETではRONの値は数百オーム以下である。

8. 低周波ノイズ係数NF－ノイズは、トランジスタ内部のキャリアの動きの不規則性によって生じる。このノイズの存在により、信号が入力されていないにもかかわらず、アンプの出力側に不規則な電圧や電流の変動が現れる。ノイズ性能の大きさは通常ノイズ係数NFで表され、その単位はデシベル（dB）である。この値が小さいほど、トランジスタが生成するノイズが少ないことを意味する。低周波ノイズ係数は低周波帯域で測定されるノイズ係数である。フィールド効果トランジスタのノイズ係数は数デシベル程度であり、バイポーラトランジスタよりも小さい。