Като доставчик на MOS често ме питаха за принципа на експлоатация на MOSFET. Разбирането на това е от решаващо значение за всеки, който участва в електрониката, независимо дали сте инженер, любител или някой, който се интересува от технологията зад съвременните устройства. В тази публикация в блога ще се задълбоча в детайлите как работи MOSFET, нейната структура и нейните приложения.
Структура на MOSFET
MOSFET, или метален оксид-семикопроводник, транзистор на полето е вид транзистор, който използва електрическо поле за контрол на потока на тока. Състои се от три основни терминала: източникът (ите), изтичането (D) и портата (G). Има и субстрат, който обикновено е полупроводников материал като силиций.
Основната структура на MOSFET може да бъде разделена на два вида: N-канал и P-канал. В N-канален MOSFET източникът и изтичането са изработени от N-тип полупроводник, докато субстратът е P-тип. Обратно, в P-канален MOSFET, източникът и дренажът са P-тип, а субстратът е N-тип.
Портата се отделя от субстрата чрез тънък изолационен слой оксид, обикновено силициев диоксид. Този изолационен слой е това, което придава на MOSFET своя висок входен импеданс, което означава, че черпи много малък ток от входния сигнал.
Режими на работа
MOSFET може да работи в два основни режима: режимът на подобрение и режимът на изчерпване.
Режим на подобрение
В режим на подобрение MOSFET обикновено е изключен, което означава, че няма ток, който тече между източника и изтичането, когато няма напрежение, приложено към портата. Когато се прилага положително напрежение (за n-канал MOSFET) или отрицателно напрежение (за P-канален MOSFET), към портата се създава електрическо поле през изолационния слой.
Това електрическо поле привлича носители на заряд (електрони в N-канал MOSFET и дупки в P-канален MOSFET) към региона под портата, образувайки проводим канал между източника и канализацията. С увеличаването на напрежението на портата, броят на носителя на заряда в канала се увеличава и проводимостта на канала също се увеличава, което позволява да тече повече ток между източника и изтичането.
Режим на изчерпване
В режим на изчерпване на изчерпването обикновено е включен, което означава, че има ток, който тече между източника и канализацията, дори когато няма напрежение, приложено към портата. Когато към портата се прилага напрежение на противоположната полярност, електрическото поле, създадено от напрежението на портата, отблъсква носителя на заряда от канала, намалявайки проводимостта на канала и намалявайки текущия поток между източника и изтичането.
Работа на превключване
Едно от най -често срещаните приложения на MOSFET е като превключвател. В превключваща верига MOSFET се използва за включване и изключване на товар (като крушка или двигател).
Когато MOSFET се използва като превключвател, той работи или в региона на прекъсване, или в областта на насищане. В областта на отрязване напрежението на портата е под праговото напрежение, а MOSFET е изключен, което означава, че няма ток, който тече между източника и изтичането. В областта на насищане напрежението на портата е над праговото напрежение, а MOSFET е включен, което означава, че има път с ниско съпротивление между източника и изтичането, което позволява на тока да тече през товара.
Предимството на използването на MOSFET като превключвател е високата му скорост на превключване и ниската консумация на мощност. MOSFET могат да включват и изключват много бързо, което ги прави подходящи за високочестотни приложения. Освен това, поради високия си входен импеданс, те черпят много малък ток от контролния сигнал, намалявайки консумацията на енергия.
Операция за усилване
MOSFET могат да се използват и като усилватели. В схема на усилвател MOSFET се използва за усилване на малък входен сигнал към по -голям изходен сигнал.
Когато се прилага малък входен сигнал към портата на MOSFET, той причинява малка промяна в напрежението на портата. Тази промяна в напрежението на портата причинява съответна промяна в проводимостта на канала, което от своя страна причинява промяна в тока, която тече между източника и изтичането. Изходният сигнал, който е взет от изтичането, е усилена версия на входния сигнал.
Ударът на усилвателя на MOSFET се определя от трансковозивността на MOSFET, което е мярка за това колко се променя токът на дренаж за дадена промяна в напрежението на портата.
Приложения
MOSFET се използват в голямо разнообразие от приложения, включително захранвания, двигателно управление, аудио усилватели и цифрови схеми.
При захранването MOSFET се използват като превключватели за контрол на потока на мощност към товара. Те могат да се справят с високи напрежения и токове, което ги прави подходящи за приложения с висока мощност.
При контрола на двигателя MOSFET се използват за контрол на скоростта и посоката на двигателите. Чрез включване и изключване на MOSFET в различно време токът, преминаващ през двигателя, може да се контролира, което позволява на двигателя да работи с различни скорости и в различни посоки.
При аудио усилватели MOSFET се използват за усилване на аудио сигнала. Те могат да осигурят висококачествено усилване с ниско изкривяване, което ги прави подходящи за аудио системи с висока точност.
В цифровите схеми MOSFET се използват като логически порти за извършване на цифрови операции. Те могат да се използват за изграждане на сложни цифрови схеми, като микропроцесори и чипове за памет.
Заключение
В заключение, принципът на работа на MOSFET се основава на контрола на проводимостта на канал между източника и изтичането чрез електрическо поле, създадено от напрежението на портата. MOSFET могат да работят или в режим на подобрение, или в режим на изчерпване и те могат да се използват като превключватели или усилватели в голямо разнообразие от приложения.
Като доставчик на MOS предлагам висококачествени MOSFET, които са подходящи за различни приложения. Ако се интересувате от закупуване на MOSFET или имате въпроси относно тяхната работа, моля не се колебайте да [инициирате контакт за договаряне на поръчки]. Ние предлагаме и други свързани продукти катоMOS,Неактивна ядлива маяиКлетъчна стена за дрожди. Свържете се с нас днес, за да обсъдите вашите специфични изисквания.
ЛИТЕРАТУРА
- Streetman, BG, & Banerjee, SK (2006). Твърдо състояние Електронни устройства. Prentice Hall.
- Sedra, As, & Smith, KC (2010). Микроелектронни вериги. Oxford University Press.
