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トランジスタをデジタルスイッチとして使用する

1959-11
  • Mohamed M. Atalla
  • Dawon Kahng
電子工学実験室の回路基板上のMOSFETトランジスタ。.

(画像はイメージです)

現代のデジタルエレクトロニクスの基本的な構成要素はトランジスタ、特にMOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)です。これは電子制御スイッチとして機能します。ゲート端子に電圧を印加することで、ソース端子とドレイン端子間の電流の流れをオン(「1」を表す)またはオフ(「0」を表す)に切り替えることができ、論理ゲートの実装が可能になります。

最初のトランジスタはバイポーラ接合トランジスタ(BJT)でしたが、MOSFETはスケーラビリティ、静止状態での低消費電力、高密度化といった利点から、デジタル回路の主流技術となりました。MOSFETにはゲート、ソース、ドレインの3つの端子があります。ゲートは、ソースとドレイン間のチャネルから薄い酸化膜で絶縁されています。ゲートに電圧を印加すると、チャネルの導電率を制御する電界が発生します。

In digital applications, a MOSFET is operated in its cutoff (off) and triode/saturation (on) regions. When the gate voltage is below a certain threshold, the channel is non-conductive, the switch is ‘off’, and it represents a logic ‘0’. When the gate voltage is above the threshold, the channel becomes conductive, the switch is ‘on’, and it represents a logic ‘1’. By combining MOSFETs, typically in a complementary pair of P-type and N-type (forming CMOS logic), all basic logic gates can be constructed. The ability to miniaturize MOSFETs, as described by Moore’s Law, has driven the exponential growth in computing power for over half a century.

UNESCO Nomenclature: 2205
電子機器

タイプ

物理デバイス

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 電子の発見
  • 半導体物理学の発展
  • 真空管技術(三極管)
  • 点接触型トランジスタの発明

アプリケーション

  • マイクロプロセッサ
  • メモリチップ(DRAM、フラッシュ)
  • 集積回路
  • スマートフォン
  • コンピュータ
  • すべての最新電子機器

特許:

  • US3102230A

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:トランジスタ、MOSFET、CMOS、デジタルスイッチ、半導体、集積回路、論理ゲート、ムーアの法則。

歴史的背景

トランジスタをデジタルスイッチとして使用する

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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