MOSFETアプリケーション一覧

MOSFET （金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）^[1]は、半導体（通常はシリコン）を制御酸化して製造される絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）の一種です。覆われたゲートの電圧によってデバイスの電気伝導度が決まります。印加電圧の量に応じて伝導度を変えるこの機能は、電子信号の増幅や切り替えに使用できます。

MOSFETは、ほとんどの現代の電子機器の基本的な構成要素であり、歴史上最も頻繁に製造されたデバイスであり、 1960年から2018年の間に推定で合計13セクティオン（1.3×10 ^{22 ）個のMOSFETが製造されました。これは、}デジタル回路とアナログ回路で最も一般的な半導体デバイスであり、最も一般的なパワーデバイスです。これは、幅広い用途向けに小型化および大量生産が可能になった最初の真にコンパクトなトランジスタでした。MOSFETのスケーリングと小型化は、1960年代以来、電子半導体技術の急速な指数関数的成長を推進しており、メモリチップやマイクロプロセッサなどの高密度集積回路（IC）を可能にしています。  

集積回路内の MOSFET は、コンピュータ プロセッサ、半導体メモリ、イメージ センサー、およびほとんどの他の種類の集積回路の主要要素です。個別の MOSFET デバイスは、スイッチ モード電源、可変周波数ドライブ、および各デバイスが数千ワットを切り替える可能性のあるその他のパワー エレクトロニクスアプリケーションなどのアプリケーションで広く使用されています。UHFスペクトルまでの無線周波数増幅器では、MOSFET トランジスタがアナログ信号および電力増幅器として使用されます。無線システムでも、MOSFET は発振器、または周波数変換用のミキサーとして使用されます。MOSFET デバイスは、拡声システム、音響強化、および家庭や自動車のサウンド システム 用のオーディオ周波数電力増幅器にも適用されています。

MOSFETは最も広く使用されているタイプのトランジスタであり、集積回路（IC）チップで最も重要なデバイスコンポーネントです。^{[2] 1959年初頭に} フェアチャイルドセミコンダクターのJean Hoerniによって開発されたプレーナプロセスは、 1959年後半のRobert Noyceによるモノリシック集積回路チップの発明に不可欠でした。^{[3] [4] [5]} MOSFETは1955年から1960年の間にベル研究所で発明されました。^{[6] [7] [8] [9] [10]}これに続いてクリーンルームが開発され、汚染をこれまで必要とされなかったレベルまで減らし、フォトリソグラフィーの開発と一致しました^[11]表面パッシベーションとプレーナプロセスとともに、回路を数ステップで製造できるようになりました。

アタラは、MOSトランジスタの主な利点は製造の容易さであり、特に発明されたばかりの集積回路での使用に適していることを認識しました。^{[12]チップ上のトランジスタの}p-n接合分離に多くのステップを必要とするバイポーラトランジスタとは対照的に、MOSFETはそのようなステップを必要とせず、互いに簡単に分離できます。^{[13]集積回路におけるその利点は}_、 1961年にダウォン・カーンによって再度確認されました。^[14] Si - SiO2システムには、製造コストが低い（回路あたり）ことと統合が容易であるという技術的な魅力がありました。これら2つの要素と、急速に拡大する小型化と低消費電力により、MOSFETはICチップで最も広く使用されるタイプのトランジスタになりました。

最も初期の実験的なMOS ICは、1962年にRCAのフレッド・ハイマンとスティーブン・ホフスタインが製作した16個のトランジスタのチップでした。 ^[15] ジェネラル・マイクロエレクトロニクスはその後、1964年に120個のpチャネルトランジスタで構成される最初の商用MOS集積回路を発表しました。 ^[16]それはロバート・ノーマン^[15]とフランク・ワンラスによって開発された20ビットのシフトレジスタでした。^[17] 1967年にベル研究所の研究者ロバート・カーウィン、ドナルド・クライン、ジョン・サラスは自己整合ゲート（シリコンゲート）MOSトランジスタを開発し、フェアチャイルドセミコンダクターの研究者フェデリコ・ファギンとトム・クラインはそれを使用して最初のシリコンゲートMOS ICを開発しました。^[18]

MOS ICチップには様々な種類があり、その中には以下のようなものがある。^[19]

MOSFETは、高いスケーラビリティ^[36]と、バイポーラ接合トランジスタよりもはるかに低い消費電力と高密度^{[37]により、}高密度ICチップの構築を可能にしました。^{[1] 1964年までに、MOSチップは}バイポーラチップよりも高いトランジスタ密度と低い製造コストを達成しました。MOSチップは、ムーアの法則で予測された速度でさらに複雑化し、1960年代後半には1つのチップ上に数百のMOSFETを搭載した大規模集積回路(LSI)につながりました。 ^[24] MOS技術は、1970年代初頭までに10,000を超えるトランジスタを単一のLSIチップに統合することを可能にし、^[38]その後、超大規模集積回路(VLSI)を可能にしました。^{[25] [20]}

MOSFETはあらゆるマイクロプロセッサの基礎であり、^[30]マイクロプロセッサの発明の要因となった。^{[39]マイクロプロセッサと}マイクロコントローラの起源は、 MOS技術の発明と開発に遡ることができる。MOS LSIチップのコンピューティングへの応用は、エンジニアが完全なコンピュータプロセッサを単一のMOS LSIチップに収めることができることに気づき始めたため、最初のマイクロプロセッサの基礎となった。^[24]

最も初期のマイクロプロセッサはすべてMOSチップで、MOS LSI回路で構築されていました。最初のマルチチップマイクロプロセッサである1969年のFour-Phase Systems AL1と1970年のGarrett AiResearch MP944は、複数のMOS LSIチップで開発されました。最初の商用シングルチップマイクロプロセッサであるIntel 4004は、シリコンゲートMOS IC技術を使用して、IntelのエンジニアであるMarcian HoffとStan Mazor、およびBusicomのエンジニアであるMasatoshi Shimaによって開発されました。^{[40] 1975年に}CMOSマイクロプロセッサが登場すると、「MOSマイクロプロセッサ」という用語は、 「CMOSマイクロプロセッサ」や「バイポーラビットスライスプロセッサ」と対比され、完全にPMOSロジックで製造されたチップ、または完全にNMOSロジックで製造されたチップを指すようになりました。^[41]

相補型金属酸化膜半導体（CMOS）ロジック^[43]は、 1963年にフェアチャイルドセミコンダクターのチタン・サとフランク・ワンラスによって開発されました。 ^[44] CMOSは消費電力が低いものの、当初はNMOSよりも低速でした。NMOSは1970年代にコンピューターで広く使用されていました。1978年に日立はツインウェルCMOSプロセスを導入し、これによりCMOSはより少ない消費電力でNMOSの性能に匹敵できるようになりました。ツインウェルCMOSプロセスは、1980年代にコンピューターで最も一般的な半導体製造プロセスとしてNMOSを追い抜きました。^[45] 1980年代までに、CMOSロジックの消費電力はNMOSロジックの7倍以上、^{[45]バイポーラ}トランジスタトランジスタロジック（TTL）の約10万倍になりました。^[46] 

マイクロプロセッサなどのデジタル技術の成長は、他のどのタイプのシリコンベースのトランジスタよりも速くMOSFET技術を進歩させる動機を与えてきました。^[47]デジタルスイッチング用のMOSFETの大きな利点は、ゲートとチャネル間の酸化物層がDC電流がゲートを流れるのを防ぎ、消費電力をさらに削減し、非常に大きな入力インピーダンスを与えることです。ゲートとチャネル間の絶縁酸化物は、1つのロジックステージのMOSFETを前後のステージから効果的に分離し、単一のMOSFET出力でかなりの数のMOSFET入力を駆動できるようにします。バイポーラトランジスタベースのロジック（TTLなど）のファンアウト容量はそれほど高くありません。この分離により、設計者はロジックステージ間の負荷効果を個別にある程度無視することも容易になります。その程度は動作周波数によって定義されます。周波数が高くなると、MOSFETの入力インピーダンスは低下します。

デジタル回路における MOSFET の利点は、すべてのアナログ回路で優れているということではありません。2 種類の回路は、トランジスタの動作の異なる特徴を利用しています。デジタル回路は切り替わり、ほとんどの時間を完全にオンまたは完全にオフにしています。一方から他方への遷移は、速度と必要な電荷に関してのみ考慮されます。アナログ回路は、V _gsの小さな変化が出力 (ドレイン) 電流を変調できる遷移領域での動作に依存しています。JFET とバイポーラ接合トランジスタ(BJT) は、正確なマッチング (集積回路内の隣接デバイス)、高い相互コンダクタンス、および回路温度が変化してもパフォーマンスを予測しやすくする特定の温度特性のために好まれています。

それにもかかわらず、MOSFET は、その独自の利点 (ゲート電流がゼロであること、出力インピーダンスが高く調整可能であること、エミッタ - ベースがわずかに破壊されただけでも永久に劣化する可能性がある BJT に比べて堅牢性が向上していること)のため、多くの種類のアナログ回路で広く使用されています。^{[曖昧]多くのアナログ回路の特性とパフォーマンスは、使用する MOSFET のサイズ (長さと幅) を変更することで拡大または縮小できます。比較すると、バイポーラ トランジスタでは、デバイスのサイズはパフォーマンスに大きな影響を与えません。 [要出典]}ゲート電流 (ゼロ) とドレイン - ソース オフセット電圧 (ゼロ) に関する MOSFET の理想的な特性により、MOSFET はほぼ理想的なスイッチ要素となり、スイッチト キャパシタアナログ回路も実用的になります。線形領域では、MOSFET は精密抵抗器として使用でき、BJT よりもはるかに高い制御抵抗を持つことができます。高電力回路では、MOSFET にはBJT のように熱暴走しないという利点がある場合があります。 ^{[疑わしい–議論]また、MOSFET はコンデンサや}ジャイレータ回路として機能するように構成することができ、それらから作られたオペアンプはインダクタとして現れるため、チップ上の通常のアナログデバイスはすべて (MOSFET よりも小さくできるダイオードを除く) MOSFET だけで構築できます。つまり、完全なアナログ回路をシリコンチップ上に、はるかに小さなスペースとより簡単な製造技術で作ることができます。MOSFET は誘導性キックバックに対する耐性があるため、誘導性負荷の切り替えに最適です。

一部の IC では、アナログおよびデジタルの MOSFET 回路が 1 つのミックスドシグナル集積回路上に統合されているため、必要な基板スペースがさらに小さくなっています。このため、アナログ回路をデジタル回路からチップ レベルで分離する必要があり、分離リングとシリコン オン インシュレータ(SOI)が使用されます。MOSFET は、一定量の電力を処理するために BJT よりも多くのスペースを必要とするため、製造プロセスでは BJT と MOSFET を 1 つのデバイスに組み込むことができます。混合トランジスタ デバイスは、BJT-FET が 1 つだけ含まれている場合は bi-FET (バイポーラ FET)、相補 BJT-FET が含まれている場合はBiCMOS (バイポーラ CMOS) と呼ばれます。このようなデバイスには、絶縁ゲートと高電流密度の両方の利点があります。

1980年代後半、アサド・アビディはUCLAで働いていたときに、 MOS VLSI回路を使用するRF CMOS技術を開発しました。これにより、 RF回路の設計方法が、個別のバイポーラトランジスタからCMOS集積回路へと変化しました。2008年現在、すべてのワイヤレスネットワークデバイスと現代の携帯電話の無線トランシーバーは、RF CMOSデバイスとして大量生産されています。RF CMOSは、ほぼすべての現代のBluetoothおよびワイヤレスLAN（WLAN）デバイスでも使用されています。 ^[33]

MOSFET アナログ スイッチは、オンのときはアナログ信号を通過させ、オフのときは高インピーダンスとして MOSFET を使用します。信号は MOSFET スイッチを両方向に流れます。このアプリケーションでは、MOSFET のドレインとソースは、ソース/ドレイン電極の相対電圧に応じて場所を交換します。ソースは、N-MOS の場合は負の側、P-MOS の場合は正の側です。これらのスイッチはすべて、ゲート - ソース間、ゲート - ドレイン間、ソース - ドレイン間の電圧によって通過または阻止できる信号が制限されます。電圧、電流、または電力の制限を超えると、スイッチが損傷する可能性があります。

このアナログ スイッチは、P 型または N 型の 4 端子のシンプルな MOSFET を使用します。

n 型スイッチの場合、本体は最も負の電源 (通常は GND) に接続され、ゲートはスイッチ制御として使用されます。ゲート電圧がソース電圧を少なくともしきい値電圧超えると、MOSFET が導通します。電圧が高いほど、MOSFET の導通能力は高まります。N-MOS スイッチは、V _gate − V _tn未満のすべての電圧を通過させます。スイッチが導通しているときは、ソース電圧とドレイン電圧が通常ほぼ等しいため、通常は線形 (またはオーミック) モードで動作します。

P-MOS の場合、ボディは最も高い正の電圧に接続され、ゲートはより低い電位にされてスイッチをオンにします。P-MOS スイッチは、V_ゲート− V _tpより高いすべての電圧を通過させます (エンハンスメント モード P-MOS の場合、 しきい値電圧V _{tpは負です)。}

この「補完型」または CMOS タイプのスイッチは、1 つの P-MOS FET と 1 つの N-MOS FET を使用して、シングルタイプ スイッチの制限に対抗します。FET のドレインとソースは並列に接続され、P-MOS のボディは高電位 ( V _DD ) に接続され、N-MOS のボディは低電位 ( gnd ) に接続されます。スイッチをオンにするには、P-MOS のゲートを低電位に、N-MOS のゲートを高電位に駆動します。V DD − V tn と gnd − V tp の間の電圧では、両方の_FETが信号を伝導_します。gnd − V _tp未満の電圧では、N-MOS のみが伝導し、V _DD − V _tnを超える電圧では、P-MOS のみが伝導します。

このスイッチの電圧制限は、両方の FET のゲート - ソース間、ゲート - ドレイン間、ソース - ドレイン間の電圧制限です。また、P-MOS は通常 N-MOS の 2 ～ 3 倍の幅があるため、スイッチは両方向の速度のバランスが取れています。

トライステート回路では、出力に CMOS MOSFET スイッチが組み込まれ、オンのときは低抵抗のフルレンジ出力を、オフのときは高抵抗の中間レベル信号を提供する場合があります。

MOSFETの登場により、MOSトランジスタをメモリセルの記憶素子として実用化することが可能になった。この機能は、以前はコンピュータメモリの磁気コアによって担われていた。最初の現代的なコンピュータメモリは、1965年にフェアチャイルドセミコンダクターのジョン・シュミットが最初のMOS半導体メモリである64ビットMOS SRAM（スタティックランダムアクセスメモリ）を設計したときに導入された。^{[48] SRAMは}磁気コアメモリの代替となったが、データ1ビットごとに6つのMOSトランジスタが必要だった。 ^[49]

MOS技術はDRAM（ダイナミックランダムアクセスメモリ）の基礎となっている。1966年、IBMトーマス・J・ワトソン研究所のロバート・H・デナード博士はMOSメモリの研究を行っていた。MOS技術の特性を調べているうちに、彼はMOS技術でコンデンサを構築できること、MOSコンデンサに電荷を蓄えるか蓄えないかでビットの1と0を表すことができ、MOSトランジスタでコンデンサへの電荷の書き込みを制御できることを発見した。これが彼のシングルトランジスタDRAMメモリセルの開発につながった。^[49] 1967年、デナードはIBMのもとでMOS技術に基づいたシングルトランジスタDRAM（ダイナミックランダムアクセスメモリ）メモリセルの特許を申請した。^{[50] MOSメモリは}磁気コアメモリよりも高性能で、安価で、消費電力も少ないため、 1970年代初頭までにMOSメモリは磁気コアメモリを追い抜いてコンピュータメモリ技術の主流となった。 ^[51]

フランク・ワンラスは、1963年にMOSFET構造を研究していたとき、電荷が酸化物を通ってゲートに移動することに気づきました。彼はそれを追求しませんでしたが、このアイデアは後にEPROM（消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ）技術の基礎となりました。^[52] 1967年に、ダウォン・カーンとサイモン・ゼーは、浮遊ゲートMOSFET （FGMOS）で構成される浮遊ゲートメモリセルを使用して、再プログラム可能なROM（読み出し専用メモリ）を製造できると提案しました。^[53]浮遊ゲートメモリセルは、後にEPROM、EEPROM（電気的に消去可能なプログラマブルROM）、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ（NVM）技術の基礎となりました。^[54]

MOSメモリには様々な種類があります。以下のリストには様々な種類のMOSメモリが含まれています。^[55]

物理的、化学的、生物学的、環境的パラメータを測定するためのMOSFETセンサーが数多く開発されている。 ^[65]最も初期のMOSFETセンサーには、1970年にJohannessenが発表したオープンゲートFET (OGFET)、^[65] 1970年にPiet Bergveldが発明したイオン感応電界効果トランジスタ(ISFET) 、 ^[66] PF Coxが1974年に特許を取得した吸着FET (ADFET) 、および1975年にI. Lundstrom、MS Shivaraman、CS Svenson、L. Lundkvistが実証した水素感応MOSFETがある。 ^[65] ISFETは、ゲートが一定の距離にある特殊なタイプのMOSFETであり、^[65]金属ゲートがイオン感応膜、電解液、参照電極に置き換えられている。^[67]

1980年代半ばまでに、ガスセンサーFET（GASFET）、表面アクセスFET（SAFET）、電荷フロートランジスタ（CFT）、圧力センサーFET（PRESSFET）、化学電界効果トランジスタ（ChemFET）、リファレンスISFET（REFET）、バイオセンサーFET（BioFET）、酵素修飾FET（ENFET） 、免疫学的修飾FET（IMFET）など、数多くのMOSFETセンサーが開発されました。 ^{[65] 2000年代初頭までに、} DNA電界効果トランジスタ（DNAFET）、遺伝子修飾FET（GenFET）、細胞電位バイオFET（CPFET）などのバイオFETタイプが開発されました。^[67]

デジタル画像技術で使用される画像センサーには、電荷結合素子（CCD）とアクティブピクセルセンサー（CMOSセンサー）の2つの主な種類があります。CCDセンサーとCMOSセンサーはどちらもMOS技術に基づいており、CCDはMOSコンデンサに基づいており、CMOSセンサーはMOSトランジスタに基づいています。^[68]

MOS技術は、デジタル画像やデジタルカメラで使用される電荷​​結合素子（CCD）やCMOSアクティブピクセルセンサー（CMOSセンサー）などの現代の画像センサーの基礎となっています。^[68]ウィラード・ボイルとジョージ・E・スミスは1969年にCCDを開発しました。MOSプロセスを研究しているときに、彼らは電荷が磁気バブルのアナロジーであり、小さなMOSコンデンサーに蓄えることができることに気づきました。一連のMOSコンデンサーを一列に製造するのはかなり簡単だったので、彼らは適切な電圧をそれらに接続し、電荷を1つから次のコンデンサーに段階的に移すことができました。^[68] CCDは半導体回路であり、後にテレビ放送用の最初のデジタルビデオカメラに使用されました。^[72]

MOSアクティブピクセルセンサー（APS）は、1985年にオリンパスの中村勉氏によって開発されました。 ^[73] CMOSアクティブピクセルセンサーは、その後、1990年代初頭にNASAジェット推進研究所のエリック・フォッサム氏とそのチームによって開発されました。 ^[74]

MOSイメージセンサーは光学式マウス技術で広く使用されています。1980年にゼロックス社のリチャード・F・ライオンが発明した最初の光学式マウスは、 5μmのNMOSセンサーチップを使用していました。^{[75] [76] 1999年に発売された最初の商用光学式マウスである}インテリマウス以来、ほとんどの光学式マウスデバイスはCMOSセンサーを使用しています。^[71] 

MOSセンサーはMOSFETセンサーとも呼ばれ、物理的、化学的、生物学的、環境的パラメータの測定に広く使用されています。 ^[65]たとえば、イオン感応電界効果トランジスタ（ ISFET）は、バイオメディカルアプリケーションで広く使用されています。^[67]

MOSFETは、シリコンMOSFETが周囲と相互作用して通信し、化学物質、動き、光などを処理できるため、微小電気機械システム（MEMS）でも広く使用されています。 ^[77] MEMSデバイスの初期の例としては、1965年にハーベイ・C・ナサニソンが開発したMOSFETの応用である共振ゲートトランジスタがあります。 ^[78]

その他の MOS センサーの一般的な用途は次のとおりです。

パワーエレクトロニクスで一般的に使用されているパワーMOSFETは、1970年代初頭に開発されました。^[84]パワーMOSFETは、低いゲート駆動電力、高速スイッチング速度、高度な並列機能を可能にします。^[85]

パワーMOSFETは世界で最も広く使用されている電力デバイスです。 ^[85]パワーエレクトロニクスにおけるバイポーラ接合トランジスタに対するMOSFETの利点としては、オン状態を維持するために連続的な駆動電流を必要とせず、スイッチング速度が速く、スイッチング電力損失が低く、オン抵抗が低く、熱暴走の影響を受けにくいことが挙げられます。^{[86]パワーMOSFETは}電源装置に影響を与え、動作周波数の向上、サイズと重量の削減、量産の増加を可能にしました。^[87]

スイッチング電源は、パワーMOSFETの最も一般的な用途です。^[88]また、MOS RFパワーアンプにも広く使用されており、 1990年代にモバイルネットワークのアナログからデジタルへの移行を可能にしました。これにより、ワイヤレスモバイルネットワークが広く普及し、通信システムに革命をもたらしました。^[89]特にLDMOSは、2G、3G、[89] 4G、5G、[90] などのモバイルネットワーク、および放送やアマチュア無線で最も広く使用されているパワーアンプです。[ 91 ] 2018年^現在 、 500億個^を超えるディスクリートパワーMOSFETが^年間 出荷されています。 特に、自動車、産業、通信システムに広く使用されています。[ 92 ]パワー^MOSFETは、自動車用電子機器、特に電子制御ユニットのスイッチングデバイスとして、^[93]および最新の電気自動車の電力コンバータとして一般的に使用されています。^[94] MOSバイポーラトランジスタのハイブリッドである絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）も、さまざまな用途に使用されています。^[95]

LDMOSは横型構造のパワーMOSFETで、ハイエンドオーディオアンプや高出力PAシステムによく使用されています。その利点は、飽和領域（バイポーラトランジスタの線形領域に相当）での動作が縦型MOSFETよりも優れていることです。縦型MOSFETはスイッチング用途向けに設計されています。^[96]

DMOS、LDMOS、VMOSデバイスを含むパワー MOSFET は、次のようなさまざまなアプリケーションで一般的に使用されています。

RF DMOSはRFパワーMOSFETとも呼ばれ、無線周波数（RF）アプリケーション向けに設計されたDMOSパワートランジスタの一種です。次のようなさまざまな無線およびRFアプリケーションで使用されます。^{[123] [124]}

MOSFETは民生用電子機器産業にとって欠かせないものである。^{[111]コリンジ氏によれば、}デジタル腕時計、電卓、ビデオゲームなど、多くの民生用電子機器はMOSFETなしでは存在しなかっただろう。^[129]

MOSFET は、以下のデバイスを含む幅広い民生用電子機器に広く使用されています。コンピューターや通信機器 (電話など) はここには含まれませんが、以下の情報通信技術 (ICT)セクションに別途記載されています。

MOS LSI回路によって可能になった最も初期の影響力のある民生用電子製品の1つは電子ポケット計算機でした。 ^[38] MOS LSI技術により、小さなパッケージで大量の計算機能が可能になりました。^[153] 1965年に発売されたVictor 3900デスクトップ計算機は、29個のMOS LSIチップを搭載した最初のMOS LSI計算機でした。^[154] 1967年、テキサス・インスツルメンツ社製Cal-Techが3つのMOS LSIチップを搭載した初のプロトタイプ電子ハンドヘルド計算機となり、1970年にキヤノン・ポケトロニックとして発売された^。[155]シャープ社製QT-8Dデスクトップ計算機は1969年に量産された初のLSI MOS計算機となり、[ ^154]シャープ社製EL-8は4つのMOS LSIチップを使用し、1970年に初の商用電子ハンドヘルド計算機となった。^[155]初の真の電子ポケット計算機は、モステク社製のMOS LSI計算機オンチップを1つ使用したビジコム社製LE-120A HANDY LEで、1971年に発売された。 ^[155] 1972年までに、MOS LSI回路は数多くの用途に商用化された。^[130]

MOSFETは、オーディオビジュアル（AV）メディア技術の幅広い分野で一般的に使用されており、その用途には以下のものがあります。^[142]

パワーMOSFETは、幅広い民生用電子機器に広く使用されています。^{[104] [109]}パワーMOSFETは、以下の民生用アプリケーションで広く使用されています。

MOSFETは情報通信技術（ICT）^{[191] [192]}に不可欠であり、これには現代のコンピュータ^{[190] [129] [20]}現代のコンピューティング^[193]電気通信、通信インフラストラクチャ^{[190] [122]}インターネット^{[190] [187] [194]} デジタル電話^[34] 無線通信[ ^{89] [90]}およびモバイルネットワーク^[90]が含まれる。Colingeによれば、現代のコンピュータ産業とデジタル電気通信システムは、MOSFETなしでは存在しなかったであろう。^{[129] MOS技術の進歩は、電気}通信ネットワークのネットワーク帯域幅の急速な増加に最も重要な要因であり、帯域幅は18か月ごとにビット/秒からテラビット/秒まで倍増している（エドホルムの法則）。^[195]

MOSFET は、次のような 幅広いコンピューターやコンピューティングアプリケーションで一般的に使用されています。

MOSFET は、以下のアプリケーションを含む幅広い通信分野で一般的に使用されています。

絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）は、MOSFETとバイポーラ接合トランジスタ（BJT）の両方の特性を備えたパワートランジスタです。 ^[234] 2010年現在、IGBTはパワーMOSFETに次いで2番目に広く使用されているパワートランジスタです。 IGBTはパワートランジスタ市場の27％を占め、パワーMOSFET（53％）に次ぐもので、RFアンプ（11％）とバイポーラ接合トランジスタ（9％）を上回っています。^[235] IGBTは、民生用電子機器、産業技術、エネルギー分野、航空宇宙電子機器、輸送に広く使用されています。 ^{[アップデート]}

IGBT は以下の用途で広く使用されています。

量子物理学と量子力学において、MOSFETは2次元電子ガス（2DEG）^[239]と量子ホール効果[239 ]の基礎となっている。^{[ 240]} MOSFETにより、物理学者は2次元電子ガスと呼ばれる2次元ガス内の電子の挙動を研究することができる。MOSFETでは、伝導電子は薄い表面層を移動し、「ゲート」電圧がこの層内の電荷キャリアの数を制御する。これにより、研究者は高純度MOSFETを液体ヘリウム温度で動作させることで量子効果を研究することができる。 ^[239]

1978年、学習院大学の若林淳一と川路真司の研究者は、MOSFETの反転層で行われた実験でホール効果を観察しました。 ^[241] 1980年、グルノーブルの高磁場研究所でマイケル・ペッパーとゲルハルト・ドルダが開発したシリコンベースのMOSFETサンプルを使用していたクラウス・フォン・クリッツィングは、量子ホール効果という予期せぬ発見をしました。^{[239] [240]}

MOSFETは量子技術に使用されています。^[242]量子電界効果トランジスタ（QFET）または量子井戸電界効果トランジスタ（QWFET）は、量子トンネル効果を利用してトランジスタの動作速度を大幅に向上させるMOSFETの一種です。^{[243] [244] [245] [ 246]}

MOSFETは輸送分野で広く使用されています。^{[110] [82] [97]}たとえば、自動車業界では車載電子機器によく使用されています。^{[70] [57]} MOS技術は、以下の用途を含む 幅広い車両や輸送分野で一般的に使用されています。

MOSFETは自動車産業で広く使用されており^{[70] [57]、}特に自動車の車載電子機器[93]に使用されて^います。自動車用途には以下のものがあります。

パワーMOSFETは輸送技術において広く使用されており、^{[110] [82] [97]}これには以下の車両が含まれます。

自動車業界では[ ^{70] [57] [118]}パワーMOSFETは車載電子機器に広く使用されており、^{[93] [103] [104]}次のようなものが含まれます。

絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）は、MOSFETとバイポーラ接合トランジスタ（BJT）の両方の特性を備えたパワートランジスタです。^[234] IGBTは以下の輸送用途で広く使用されています。^[237]

宇宙産業では、1964年にNASAの宇宙研究、惑星間監視プラットフォーム（IMP）プログラム^[248]とエクスプローラーズ 宇宙探査プログラムにMOSFETデバイスが採用されました。^{[249] MOSFETの使用は、}宇宙船と衛星の電子設計における大きな前進でした。^[247] 1966年に打ち上げられたIMP D（エクスプローラー33）は、MOSFETを使用した最初の宇宙船でした。^{[249] IMP宇宙船と}衛星によって収集されたデータは、アポロ計画をサポートするために使用され、1969年のアポロ11号ミッションで初の有人月面着陸を可能にしました。 ^[247]

1997年に土星に着陸したカッシーニ・ホイヘンスでは、宇宙船の電力分配に192個のソリッドステート電源スイッチ（SSPS）デバイスが搭載され、過負荷状態の場合は回路ブレーカーとしても機能しました。スイッチは、スイッチング機能を備えた2つの半導体デバイス、MOSFETとASIC（特定用途向け集積回路）の組み合わせから開発されました。この組み合わせにより、従来の機械式スイッチよりも優れた性能特性を持つ高度な電源スイッチが誕生しました。^[114]

MOSFET は、次のようなさまざまな用途に広く使用されています。