ここでいよいよ、現代のチップの主役が登場する。MOSFET（金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ）である。名前は長いが、構造は単純だ。

p型のシリコン基板の上に、n型の領域を2つ離して作る。片方をソース、もう片方をドレインと呼ぶ。この2つの間の表面に薄い絶縁膜（酸化膜）を張り、その上に電極を置く。これがゲートだ。

ゲートに電圧をかけないとき、ソースとドレインの間はp型のままだ。n型・p型・n型と並ぶことになり、どちらの向きにも逆方向のpn接合が挟まるので電流は流れない。

ゲートにプラスの電圧をかけると、絶縁膜を挟んだ下のp型領域に電界が及ぶ。すると基板中のわずかな電子が表面に引き寄せられ、表面だけが一時的にn型のように振る舞うようになる。これでソースからドレインまでn型の道がつながり、電流が流れる。この道をチャネルという。

チャネルができ始めるゲート電圧をしきい値電圧と呼ぶ。この値が低いほど低い電圧で動かせるので省電力になるが、低すぎるとOFFのときにもわずかに電流が漏れる。このリーク電流との綱引きが、後の微細化の限界に直結してくる。

なお、ここで説明したのはn型のチャネルができるnMOSである。p型基板とn型基板を逆にしたpMOSもあり、こちらはゲートにマイナス電圧をかけるとONになる。この2種類を組み合わせることが、次章の話につながる。