電晶體的構造改革

電晶體中有三個端子。源極（source）是電荷的供給口，汲極（drain）是電荷的排水口，閘極（gate）是調整電荷流動的水閘。透過改變閘極的電位，就能讓從源極到汲極的電荷流動或停止，也就是可以進行開關。

因為閘極的的斷面構造是金屬｜氧化物｜半導體（Metal-Oxide-Semiconductor），所以被稱金屬氧化物半導體場效電晶體。在有著較多正電荷電洞（空穴）的P型半導體中，形成源極以及汲極的MOS稱為PMOS；使用較多負電荷電子的N型半導體則稱為NMOS。

以下來說明NMOS的運作吧。電子會積存在源極中。閘極與源極屬於相同電位時，處在源極與汲極間的P型半導體基板會在與源極間打造電子屏障，所以汲極與源極間不論如何降低電壓，電子都不會流到汲極去。

PMOS的運作與此恰恰相反。電洞會累積在源極中。若給於閘極夠低於源極的電位，電洞就會從源極流向汲極，電流也會往相同方向流。

在此，將PMOS以及NMOS的源極分別接上電源以及地面，連接兩者的閘極作為輸入，並連接汲極作為輸出，就能夠成CMOS反相器。

PMOS與NMOS若沒有同時開啟，電流不會一直從電源流向地面。唯有要將輸出轉變成是H或L時才會使用電流，所以是低電力。PMOS與NMOS就像這樣會進行互補（Complementary）的運作，所以被稱為CMOS。

但是，若縮小了電晶體，汲極與源極間就會發生漏電。要想知道其中原因，就必須稍微仔細地來看一下形成通路的構造。

以下來回到針對NMOS的運作說明吧。為什麼只要給予閘極夠高於源極的電位，P型半導體基板的表面就會反轉成N型並形成通路呢？

希望大家能想到將兩片金屬電極相對的電容器（capacitor，又稱為condenser）。首先給予一枚金屬板A正電荷，並讓電荷均勻分布。