Kodėl MOSFET įtampa valdoma?

MOSFET (metalų oksido puslaidininkių lauko efekto tranzistoriai) vadinami įtaisais, valdomais įtampa, daugiausia todėl, kad jų veikimo principas daugiausia priklauso nuo užtvaros įtampos (Vgs) per išleidimo srovę (Id) valdymą, o ne nuo srovės valdymo. taip yra su dvipoliais tranzistoriais (pvz., BJT). Toliau pateikiamas išsamus MOSFET kaip įtampos valdomo įrenginio paaiškinimas:

Darbo principas

Vartų įtampos valdymas:MOSFET esmė slypi struktūroje tarp jo vartų, šaltinio ir kanalizacijos bei izoliacinio sluoksnio (dažniausiai silicio dioksido) po vartais. Kai įtampa įjungiama į vartus, po izoliaciniu sluoksniu sukuriamas elektrinis laukas, kuris keičia srities tarp šaltinio ir kanalizacijos laidumą.

Laidus kanalo formavimas:N kanalo MOSFET atveju, kai užtvaro įtampa Vgs yra pakankamai aukšta (virš tam tikros vertės, vadinamos slenksne įtampa Vt), elektronai P tipo substrate, esančiame po užtvarais, traukiami į apatinę izoliacinio sluoksnio pusę, sudarydami N- tipo laidus kanalas, užtikrinantis laidumą tarp šaltinio ir nutekėjimo. Ir atvirkščiai, jei Vgs yra mažesnis nei Vt, laidus kanalas nesusidaro ir MOSFET yra išjungtas.

Išleidimo srovės valdymas:nutekėjimo srovės Id dydį daugiausia valdo vartų įtampa Vgs. Kuo didesnis Vgs, tuo platesnis laidinis kanalas susidaro ir tuo didesnė nutekėjimo srovė Id. Šis ryšys leidžia MOSFET veikti kaip įtampos valdomas srovės įtaisas.

Pjezo apibūdinimo pranašumai

Didelė įvesties varža:MOSFET įvesties varža yra labai didelė dėl to, kad vartai ir šaltinio-nutekėjimo sritis yra izoliuoti izoliaciniu sluoksniu, o vartų srovė yra beveik lygi nuliui, todėl jis yra naudingas grandinėse, kur reikalinga didelė įėjimo varža.

Mažas triukšmas:MOSFET veikimo metu sukuria palyginti mažą triukšmą, daugiausia dėl didelės įėjimo varžos ir vienpolio nešiklio laidumo mechanizmo.

Greitas perjungimo greitis:Kadangi MOSFET yra įtampa valdomi įrenginiai, jų perjungimo greitis paprastai yra didesnis nei bipolinių tranzistorių, kurie perjungiant turi praeiti įkrovos saugojimo ir atleidimo procesą.

Mažas energijos suvartojimas:Įjungtoje būsenoje MOSFET atsparumas nutekėjimo šaltiniui (RDS(on)) yra palyginti mažas, o tai padeda sumažinti energijos suvartojimą. Be to, išjungimo būsenoje statinės energijos suvartojimas yra labai mažas, nes vartų srovė yra beveik lygi nuliui.

Apibendrinant galima pasakyti, kad MOSFET yra vadinami įtampa valdomais įrenginiais, nes jų veikimo principas labai priklauso nuo nutekėjimo srovės valdymo vartų įtampa. Dėl šios įtampos valdomos charakteristikos MOSFET yra perspektyvūs įvairiems pritaikymams elektroninėse grandinėse, ypač ten, kur reikalinga didelė įėjimo varža, mažas triukšmas, greitas perjungimo greitis ir mažas energijos suvartojimas.