雙極型電晶體把輸入端電流的微小變化放大後，在輸出端輸出乙個大的電流變化。雙極型電晶體的增益就定義為輸出輸入電流之比（beta）。另一種電晶體，叫做場效電晶體（fet），把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。分別為電流控制器件和電壓控制器件。fet的增益等於它的跨導(trans conductance)gm， 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。
場效電晶體的名字也**於它的輸入端柵（稱為gate），通過投影乙個電場在乙個絕緣層（氧化物sio2)上來影響流過電晶體的電流。事實上沒有電流流過這個絕緣體（只是乙個電容的作用），所以fet管的gate電流非常小（電容的電流損耗）。最普通的fet用一薄層二氧化矽來作為gate極下的絕緣體。這種電晶體稱為金屬氧化物半導體(mos)電晶體，或金屬氧化物半導體場效電晶體（mosfet）（metal oxide semicondutor field effect transistor）。因為mos管更小更省電，所以他們已經在很多應用場合取代了雙極型電晶體。
首先考察乙個更簡單的器件－mos電容－能更好的理解mos管。這個器件有兩個電極，乙個是金屬，另乙個是extrinsic silicon(襯底），他們之間由一薄層二氧化矽分隔開（圖1.22a）。金屬極就是gate，而半導體端就是backgate或者body or bulk or background。他們之間的絕緣氧化層稱為gate dielectric。圖示中的器件有乙個輕摻雜p型矽做成的backgate。這個mos 電容的電特性能通過把backgate接地，gate接不同的電壓來說明。圖1.22a中的mos電容的gate電位是0v。金屬gate和半導體backgate在work function（也可以說是物質組成上）上的差異在電介質（氧化層的上下）上產生了乙個小電場。圖示的器件中，這個電場使金屬極帶輕微的正電位（是因為下面襯底是p型的空穴多，電子少，故需要從別處"搶來"電子，所以氧化物處電子少了，故gate極帶正電），p型矽負電位（相對電子多了）。這個電場把矽中底層的電子吸引到表面來，它同時把空穴排斥出表面。這個電場太弱了，所以載流子濃度的變化非常小，對器件整體的特性影響也非常小。
圖1.22b中是當mos電容的gate相對於backgate正偏置（pn結）時發生的情況。穿過gate dielectric的電場加強了，有更多的電子從襯底被拉了上來。同時，空穴被排斥出表面。隨著gate電壓的公升高，會出現表面的電子比空穴多的情況。由於過剩的電子，矽表層看上去就像n型矽。摻雜極性的反轉被稱為"反型"(inversion)，反轉的矽層叫做channel(n pmos的命名就是根據這裡來的)。隨著gate電壓的持續不斷公升高，越來越多的電子在表面積累，channel變成了強反轉。channel形成時的電壓被稱為閾值電壓vt。當gate和backgate之間的電壓差小於閾值電壓時，不會形成channel。當電壓差超過閾值電壓時，channel就出現了。（其實還有個亞閾值狀態vgs圖1.22 mos電容：（a）未偏置（vbg＝0v），（b）反轉（vbg＝3v），（c）積累（vbg＝-3v）。
圖1.22c中是當mos電容的gate相對於backgate是負電壓時的情況（就好像給二極體的pn結加上正電壓）。電場反轉，往表面吸引空穴排斥電子。矽表層看上去更重的摻雜了，這個器件被認為是處於accumulation（電荷積累）狀態了。
mos電容的特性能被用來形成mos管。圖1.23a是最終器件的截面圖。gate，電介質和backgate保持原樣。在gate的兩邊是兩個額外的選擇性摻雜的區域。其中乙個稱為source，另乙個稱為drain。假設source 和backgate都接地，drain接正電壓。只要gate對backgate的電壓仍舊小於閾值電壓，就不會形成channel。drain和backgate之間的pn結反向偏置，所以只有很小的電流從drain流向backgate。如果gate電壓超過了閾值電壓，在gate電介質下就出現了channel。這個channel就像一薄層短接drain和source的n型矽。由電子組成的電流從source通過channel流到drain。總的來說，只有在gate 對source電壓v 超過閾值電壓vt時，才會有drain電流。
圖1.23 mosfet電晶體的截面圖：nmos（a）和pmos（b）。在圖中，s＝source，g=gate ,d=drain。雖然backgate圖上也有，但沒有說明。
mos管的source和drain是可以對調的，他們都是在p型backgate中形成的n型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的效能。這樣的器件被認為是對稱的。在對稱的mos管中，對soure和drain的標註有一點任意性。定義上，載流子流出source，流入drain。因此source和drain的身份就靠器件的偏置來決定了。有時電晶體上的偏置電壓是不定的，兩個引線端就會互相對換角色。這種情況下，電路設計師必須指定乙個是drain另乙個則是source。
source和drain不同摻雜不同幾何形狀的就是非對稱mos管。製造非對稱電晶體有很多理由，但所有的最終結果都是一樣的。乙個引線端被優化作為drain，另乙個被優化作為source。如果drain和source對調，這個器件就不能正常工作了。
圖1.23a中的電晶體有n型channel所有它稱為n-channel mos管，或nmos。p-channel mos（pmos）管也存在。圖1.23b中就是乙個由輕摻雜的n型backgate和p型source和drain組成的pmos管。如果這個電晶體的gate相對於backgate正向偏置，電子就被吸引到表面，空穴就被排斥出表面。矽的表面就積累，沒有channel形成。如果gate相對於backgate反向偏置，空穴被吸引到表面，channel形成了。因此pmos管的閾值電壓是負值。由於nmos管的閾值電壓是正的，pmos的閾值電壓是負的，所以工程師們通常會去掉閾值電壓前面的符號。乙個工程師可能說，「pmos vt從0.6v上公升到0.7v」， 實際上pmos的vt是從-0.6v下降到-0.7v。
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