ユニポーラトランジスタは、電流の伝導に電子または正孔のいずれか一方のキャリアのみを使用するトランジスタです。これは、バイポーラトランジスタとは異なり、電子（n型半導体）と正孔（p型半導体）の両方を使用するバイポーラトランジスタとは対照的です。ユニポーラトランジスタの主要なタイプは、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）です。
ユニポーラトランジスタの特徴
- 電流の伝導: 電流の伝導には電子または正孔のいずれか一方のみを使用します。
- 低消費電力: ユニポーラトランジスタはバイポーラトランジスタに比べて一般に低消費電力であり、バッテリー駆動のデバイスやポータブル機器に適しています。
- 高入力インピーダンス: 入力インピーダンスが高いため、入力側からの電流が非常に少なく、その結果、電力消費が少なくなります。
- スイッチング速度: バイポーラトランジスタよりも高速にスイッチングできるモデルもあり、デジタル回路や高周波アプリケーションに適しています。
MOSFETの概要
MOSFETは、ユニポーラトランジスタの最も一般的な形態で、以下のような特徴があります。
- 構造: MOSFETは、ゲート、ドレイン、ソースの三つの端子を持っています。ゲートは絶縁層によって半導体チャネルから隔てられており、電圧をかけることでチャネルの伝導特性を制御します。
- n型とp型: MOSFETにはnチャネル型とpチャネル型があり、それぞれ伝導に使用するキャリアが電子（n型）と正孔（p型）です。
- 動作原理: ゲートに電圧をかけることで、ドレインとソース間の半導体チャネルの伝導特性が変わり、電流が流れたり流れなかったりします。
CMOS型論理ゲート
CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）は、デジタルロジック回路を構築するための一般的な技術です。CMOSテクノロジーは、nチャネルMOSFET（NMOS）とpチャネルMOSFET（PMOS）の両方を組み合わせて使用します。この「補完的」な特性が「CMOS」という名前の由来です。
利点としては以下が挙げられます。
- 低消費電力: スイッチング時以外の電力消費が非常に少ないため、省エネルギーです。
- 高速動作: CMOS回路は高速で動作できるため、現代のコンピュータプロセッサや高速メモリデバイスに適しています。
- 高い集積度: CMOSテクノロジーは高い集積度を可能にし、小型で複雑なチップを製造できます。
- ノイズ耐性: CMOS回路はノイズに対して強い耐性を持っています。
CMOS NOTゲート
MOSFETのNチャネル型とPチャネル型を組み合わせる（CMOS）ことでNOTゲートを構成することが出来ます。
以下の図の通りです。
入力が0の時、Pチャネル型のMOSのみが導通し、電源とつながるため、出力は1となります。
一方で入力が1の場合はNチャネル型のみが導通し、GNDとつながるため、出力は0となります。
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