Metalo oksido puslaidininkinis lauko tranzistorius (MOSFET, MOS-FET arba MOS FET) yra lauko tranzistorių (FET) tipas, dažniausiai gaminamas kontroliuojant silicio oksidaciją. Jis turi izoliuotus vartus, kurių įtampa lemia įrenginio laidumą.
Pagrindinis jo bruožas yra tai, kad tarp metalinių vartų ir kanalo yra izoliacinis silicio dioksido sluoksnis, todėl jis turi didelę įėjimo varžą (iki 1015Ω). Jis taip pat skirstomas į N kanalo vamzdį ir P kanalo vamzdelį. Paprastai substratas (substratas) ir šaltinis S yra sujungti kartu.
Pagal skirtingus laidumo režimus MOSFET yra skirstomi į patobulinimo tipą ir išeikvojimo tipą.
Vadinamasis patobulinimo tipas reiškia: kai VGS=0, vamzdis yra atjungimo būsenoje. Pridėjus teisingą VGS, dauguma nešėjų pritraukiami prie vartų, taip „padidinant“ nešiklius šioje srityje ir suformuojant laidų kanalą. .
Išeikvojimo režimas reiškia, kad kai VGS=0, susidaro kanalas. Pridėjus tinkamą VGS, dauguma nešėjų gali ištekėti iš kanalo, taip „išeikvodami“ nešiklius ir išjungdami vamzdelį.
Atskirkite priežastį: JFET įvesties varža yra didesnė nei 100MΩ, o translaidumas yra labai didelis, kai vartai vedami, patalpų erdvės magnetinis laukas labai lengva aptikti darbinės įtampos duomenų signalą ant vartų, todėl dujotiekis linkęs būti iki arba linkęs įjungti-išjungti. Jei korpuso indukcijos įtampa iš karto pridedama prie vartų, nes pagrindiniai elektromagnetiniai trukdžiai yra stiprūs, aukščiau nurodyta situacija bus reikšmingesnė. Jei skaitiklio rodyklė smarkiai pakrypsta į kairę, tai reiškia, kad dujotiekis linkęs pakilti, išsiplečia nutekėjimo šaltinio rezistorius RDS, o nutekėjimo šaltinio srovės kiekis sumažėja IDS. Ir atvirkščiai, skaitiklio rodyklė staigiai pasislenka į dešinę, o tai rodo, kad dujotiekis yra įjungtas ir išjungtas, RDS nusileidžia, o IDS kyla aukštyn. Tačiau tiksli kryptis, kuria nukreipiama skaitiklio adata, turėtų priklausyti nuo teigiamo ir neigiamo indukuotos įtampos polių (teigiamos krypties darbinės įtampos arba atvirkštinės krypties darbinės įtampos) ir dujotiekio darbinio vidurio taško.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
Pavyzdžiui, N kanalas yra pagamintas ant P tipo silicio pagrindo su dviem labai legiruotomis šaltinio difuzijos sritimis N+ ir nutekėjimo difuzijos sritimis N+, o tada atitinkamai išvedami šaltinio elektrodas S ir nutekėjimo elektrodas D. Šaltinis ir substratas yra sujungti viduje ir visada palaiko tą patį potencialą. Kai nutekėjimas prijungtas prie teigiamo maitinimo šaltinio gnybto, o šaltinis prijungtas prie neigiamo maitinimo šaltinio gnybto ir VGS = 0, kanalo srovė (ty nutekėjimo srovė) ID = 0. Palaipsniui didėjant VGS, pritraukiant teigiamos vartų įtampos, tarp dviejų difuzijos sričių indukuojami neigiamo krūvio mažumos nešikliai, sudarydami N tipo kanalą nuo nutekėjimo iki šaltinio. Kai VGS yra didesnė už vamzdžio įjungimo įtampą VTN (paprastai apie +2 V), N kanalo vamzdis pradeda vesti, sudarydamas nutekėjimo srovės ID.
VMOSFET (VMOSFET), jo pilnas pavadinimas yra V-groove MOSFET. Tai naujai sukurtas didelio efektyvumo, galios perjungimo įrenginys po MOSFET. Jis paveldi ne tik didelę MOSFET įėjimo varžą (≥108 W), bet ir mažą varomąją srovę (apie 0,1 μA). Jis taip pat pasižymi puikiomis charakteristikomis, tokiomis kaip aukšta atsparumo įtampa (iki 1200 V), didelė darbinė srovė (1,5 A ~ 100 A), didelė išėjimo galia (1 ~ 250 W), geras translaidumo tiesiškumas ir greitas perjungimo greitis. Būtent dėl to, kad apjungia vakuuminių vamzdžių ir galios tranzistorių privalumus, jis plačiai naudojamas įtampos stiprintuvuose (įtampos stiprinimas gali siekti tūkstančius kartų), galios stiprintuvuose, perjungiamuose maitinimo šaltiniuose ir inverteriuose.
Kaip visi žinome, tradicinio MOSFET vartai, šaltinis ir nutekėjimas yra maždaug toje pačioje lusto horizontalioje plokštumoje, o jo veikimo srovė iš esmės teka horizontalia kryptimi. VMOS vamzdis yra kitoks. Jis turi dvi pagrindines konstrukcines savybes: pirma, metaliniai vartai turi V formos griovelio struktūrą; antra, jis turi vertikalų laidumą. Kadangi nutekėjimas traukiamas iš lusto galo, ID neteka horizontaliai išilgai lusto, o prasideda nuo stipriai legiruoto N+ srities (šaltinis S) ir per P kanalą teka į lengvai legiruotą N dreifo sritį. Galiausiai jis pasiekia vertikaliai žemyn, kad nutekėtų D. Kadangi srauto skerspjūvio plotas didėja, gali praeiti didelės srovės. Kadangi tarp vartų ir lusto yra izoliacinis sluoksnis iš silicio dioksido, tai vis tiek yra izoliuoti vartai MOSFET.
Naudojimo privalumai:
MOSFET yra įtampos valdomas elementas, o tranzistorius yra srovės valdomas elementas.
MOSFET turėtų būti naudojami, kai iš signalo šaltinio leidžiama paimti tik nedidelį kiekį srovės; tranzistoriai turėtų būti naudojami, kai signalo įtampa žema ir iš signalo šaltinio leidžiama paimti daugiau srovės. MOSFET naudoja daugumos nešiklius elektrai praleisti, todėl jis vadinamas vienpoliu įtaisu, o tranzistoriai elektrai praleidžia tiek daugumą, tiek mažumos nešiklius, todėl jis vadinamas dvipoliu įrenginiu.
Kai kurių MOSFET šaltinį ir nutekėjimą galima naudoti pakaitomis, o vartų įtampa gali būti teigiama arba neigiama, todėl jie yra lankstesni nei triodai.
MOSFET gali veikti esant labai mažai srovei ir labai žemai įtampai, o jo gamybos procesas gali lengvai integruoti daug MOSFET į silicio lustą. Todėl MOSFET buvo plačiai naudojamas didelio masto integriniuose grandynuose.
Olueky SOT-23N MOSFET
Atitinkamos MOSFET ir tranzistoriaus taikymo charakteristikos
1. MOSFET šaltinis s, užtvaras g ir nutekėjimas d atitinka atitinkamai tranzistoriaus emiterį e, bazę b ir kolektorių c. Jų funkcijos panašios.
2. MOSFET yra įtampos valdomas srovės įtaisas, iD valdomas vGS, o jo stiprinimo koeficientas gm paprastai yra mažas, todėl MOSFET stiprinimo galimybė yra prasta; tranzistorius yra srovės valdomas srovės įtaisas, o iC valdo iB (arba iE).
3. MOSFET vartai beveik nenaudoja srovės (ig»0); o tranzistoriaus bazė visada ima tam tikrą srovę, kai tranzistorius veikia. Todėl MOSFET vartų įėjimo varža yra didesnė nei tranzistoriaus įėjimo varža.
4. MOSFET sudarytas iš kelių laidų nešėjų; tranzistoriai turi du nešiklius, daugianešius ir mažumos nešiklius, dalyvaujančius laidyje. Mažumos nešiotojų koncentracijai didelę įtaką daro tokie veiksniai kaip temperatūra ir radiacija. Todėl MOSFET turi geresnį temperatūros stabilumą ir stipresnį atsparumą spinduliuotei nei tranzistoriai. MOSFET turėtų būti naudojami ten, kur aplinkos sąlygos (temperatūra ir kt.) labai skiriasi.
5. Kai pagrindinis metalas ir MOSFET pagrindas yra sujungti, šaltinis ir kanalizacija gali būti naudojami pakaitomis, o charakteristikos mažai keičiasi; o kai triodo kolektorius ir emiteris naudojami pakaitomis, charakteristikos labai skiriasi. β vertė bus labai sumažinta.
6. MOSFET triukšmo koeficientas yra labai mažas. MOSFET turėtų būti kuo dažniau naudojamas mažo triukšmo stiprintuvo grandinių ir grandinių, kurioms reikalingas didelis signalo ir triukšmo santykis, įvesties stadijoje.
7. Tiek MOSFET, tiek tranzistorius gali sudaryti įvairias stiprintuvų grandines ir perjungimo grandines, tačiau pirmasis turi paprastą gamybos procesą ir turi mažo energijos suvartojimo, gero terminio stabilumo ir plataus veikimo maitinimo įtampos diapazono privalumus. Todėl jis plačiai naudojamas didelio masto ir labai didelio masto integriniuose grandynuose.
8. Tranzistorius turi didelę įjungimo varžą, o MOSFET – mažą, tik kelis šimtus mΩ. Dabartiniuose elektros įrenginiuose MOSFET paprastai naudojami kaip jungikliai, o jų efektyvumas yra gana didelis.
WINSOK SOT-323 kapsulė MOSFET
MOSFET prieš bipolinį tranzistorių
MOSFET yra įtampos valdomas įrenginys, o vartai iš esmės nenaudoja srovės, o tranzistorius yra srovės valdomas įrenginys, o bazė turi užimti tam tikrą srovę. Todėl, kai vardinė signalo šaltinio srovė yra labai maža, reikia naudoti MOSFET.
MOSFET yra kelių nešėjų laidininkas, o laidumu dalyvauja abu tranzistoriaus nešikliai. Kadangi mažumos nešėjų koncentracija yra labai jautri išorinėms sąlygoms, tokioms kaip temperatūra ir spinduliuotė, MOSFET labiau tinka situacijose, kai aplinka labai keičiasi.
Be to, kad MOSFET yra naudojami kaip stiprintuvai ir valdomi jungikliai, tokie kaip tranzistoriai, jie taip pat gali būti naudojami kaip įtampos valdomi kintamieji tiesiniai rezistoriai.
MOSFET šaltinis ir nutekėjimas yra simetriškos struktūros ir gali būti naudojami pakaitomis. Išeikvojimo režimo MOSFET vartų šaltinio įtampa gali būti teigiama arba neigiama. Todėl MOSFET naudojimas yra lankstesnis nei tranzistorius.
Paskelbimo laikas: 2023-10-13
