Yarıiletken fiziğinde alan etkisi, bir elektrik alanın malzemedeki yük taşıyıcılarının dağılımını değiştirerek iletkenliği etkilemesidir. Bu ilkenin aygıt düzeyindeki önemli uygulaması alan etkili transistördür (FET): kapı elektroduna uygulanan gerilim, kaynak ile oluk arasındaki yarıiletken kanalın akımını kontrol eder. “Alan etkisi” terimi fiziksel etkiyi; “alan etkili transistör” ise bu etkiden yararlanan aygıt sınıfını belirtir. [1][2]
Yarıiletken kanalı
Bir MOSFET’te kapı ile kanal arasında yalıtkan tabaka bulunur. Kapı gerilimi bu tabaka üzerinden elektrik alan oluşturur; alan, kanala yakın bölgedeki taşıyıcıların sayısını ve dağılımını değiştirir. Gerilimin türüne ve büyüklüğüne bağlı olarak kanal oluşabilir, güçlenebilir ya da zayıflayabilir. Böylece kaynak ile oluk arasından geçen akım denetlenir. İdeal çalışma açıklamasında kapı, kanala doğrudan akım vermek yerine elektrik alan aracılığıyla kontrol sağlar; gerçek aygıtlarda ise sızıntı gibi etkiler bulunabilir. [1][2]
Transistör türleri ve kullanım
Alan etkili transistörlerin başlıca aileleri birleşim alan etkili transistör (JFET) ile yalıtılmış kapılı MOSFET’tir. JFET’te kapı-kaynak birleşimi ters kutuplanır; oluşan boşalma bölgesinin genişliği kanalın iletkenliğini etkiler. MOSFET’te yalıtılmış kapı, kanalı elektrik alanla kontrol eder. Her iki tür de yükseltme veya anahtarlama amacıyla kullanılabilir; MOSFET’ler özellikle tümleşik devrelerde yaygındır. Bu başlık altında anlatılan yarıiletken alan etkisi, elektrik alanın herhangi bir madde üzerindeki tüm olası etkileriyle aynı genişlikte bir konu değildir; burada odak, taşıyıcıların kontrolü ve bunun FET aygıtlarındaki sonucudur. [1][2]