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MOSFETは、ゲート・ソース間の電位差を一定値(しきい値|Vth|とする)より大きくすると、ドレイン・ソース間の抵抗が小さくなります(オン状態)。このときのドレイン・ソース間の抵抗値をオン抵抗と呼びます。
ただし、N-ch MOSFETとP-ch MOSFETでは、ゲートとソース間にかける電圧の向きが異なります。下図にてMOSFETがオンする状態を示します。
N-ch MOSFET:ゲート電位をソース電位より|Vth|高い電圧を印加するとオンします。
P-ch MOSFET:ゲート電位をソース電位より|Vth|低い電圧を印加するとオンします。
下図にCMOSロジックICの基本回路(インバーター)を示します。
CMOSロジックICの基本回路の特徴は、VINがVCCレベルまたはGNDレベルであれば、P-ch MOSFETまたはN-ch MOSFETのいずれかがオフとなるため、電源-GND間に流れる電流(ICC)は非常に小さくなります。CMOSロジックICでは、入力信号が変わらない時(入力がVCCレベルまたはGNDレベル)は、ICCは非常に小さくなります。
下図にCMOSのVIN-ICC特性を示します。
VINが0から|Vth|、VCC-|Vth|からVCCの間は、電源-GND間に流れる電流(ICC)は非常に小さくなります。しかし、VINが|Vth|からVCC-|Vth|の間はP-ch MOSFETからN-ch MOSFETへ貫通電流が流れるためICCが増加します。したがいまして、VINの立ち上がりまたは立ち下がり時間が極端に遅い信号(「スロー入力」とよぶ)は、使用しないように注意する必要があります。