Транзистор со ефект на поле од метал-оксид-полупроводник (MOSFET, MOS-FET или MOS FET) е тип на транзистор со ефект на поле (FET), најчесто произведен со контролирана оксидација на силициум. Има изолирана порта, чиј напон ја одредува спроводливоста на уредот.
Неговата главна карактеристика е тоа што има изолационен слој од силициум диоксид помеѓу металната порта и каналот, така што има висока влезна отпорност (до 1015Ω). Исто така е поделена на N-канална цевка и P-канална цевка. Обично подлогата (подлогата) и изворот S се поврзани заедно.
Според различните режими на спроводливост, MOSFET-овите се поделени на тип на подобрување и тип на исцрпување.
Таканаречениот тип на подобрување значи: кога VGS=0, цевката е во состојба на исклучување. По додавањето на правилниот VGS, повеќето носачи се привлекуваат кон портата, со што се „подобруваат“ носачите во оваа област и формираат проводен канал. .
Режимот на исцрпување значи дека кога VGS=0, се формира канал. Кога ќе се додаде правилниот VGS, повеќето носачи можат да течат надвор од каналот, со што ќе ги „исцрпат“ носачите и ќе ја исклучат цевката.
Разграничете ја причината: влезниот отпор на JFET е повеќе од 100 MΩ, а транспроводливоста е многу висока, кога портата е доведена, магнетното поле во внатрешниот простор е многу лесно да го открие податочниот сигнал за работниот напон на портата, така што цевководот има тенденција да да биде до, или има тенденција да биде вклучено-исклучено. Ако индукцискиот напон на телото веднаш се додаде на портата, бидејќи клучните електромагнетни пречки се силни, горната ситуација ќе биде позначајна. Ако иглата на мерачот остро се отклонува налево, тоа значи дека цевководот има тенденција да биде до, отпорникот на одводниот извор RDS се шири, а количината на струја на одводниот извор се намалува IDS. Спротивно на тоа, иглата на мерачот остро се отклонува надесно, што покажува дека цевководот има тенденција да биде вклучен-исклучен, RDS се спушта, а IDS оди нагоре. Меѓутоа, точната насока во која се отклонува иглата на мерачот треба да зависи од позитивните и негативните полови на индуцираниот напон (работен напон во позитивна насока или работен напон во обратна насока) и работната средна точка на цевководот.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
Земајќи го N каналот како пример, тој е направен на силициумска подлога од типот P со два високо допирани региони на дифузија на изворот N+ и региони на одводна дифузија N+, а потоа изворната електрода S и одводната електрода D се изведени соодветно. Изворот и подлогата се внатрешно поврзани и секогаш го одржуваат истиот потенцијал. Кога одводот е приклучен на позитивниот приклучок на напојувањето и изворот е приклучен на негативниот приклучок на напојувањето и VGS=0, струјата на каналот (т.е. одводната струја) ID=0. Како што VGS постепено се зголемува, привлечен од позитивниот напон на портата, негативно наелектризираните малцински носители се индуцираат помеѓу двата дифузни региони, формирајќи канал од типот N од одводот до изворот. Кога VGS е поголем од напонот на вклучување VTN на цевката (обично околу +2V), цевката со N-канал почнува да се спроведува, формирајќи ID на одводната струја.
VMOSFET (VMOSFET), неговото целосно име е V-groove MOSFET. Тоа е ново развиен високо-ефикасен уред за префрлување на енергија по MOSFET. Не само што ја наследува високата влезна импеданса на MOSFET (≥108W), туку и малата струја на возење (околу 0,1μA). Исто така, има одлични карактеристики како што се висок отпорен напон (до 1200V), голема работна струја (1,5A ~ 100A), висока излезна моќност (1 ~ 250W), добра линеарност на транспроводливост и брза брзина на префрлување. Токму поради тоа што ги комбинира предностите на вакуумските цевки и енергетските транзистори, широко се користи во напонските засилувачи (напонското засилување може да достигне илјадници пати), засилувачите на струја, прекинувачките напојувања и инвертерите.
Како што сите знаеме, портата, изворот и одводот на традиционалниот MOSFET се приближно на истата хоризонтална рамнина на чипот, а неговата работна струја во основа тече во хоризонтална насока. Цевката VMOS е различна. Има две главни структурни карактеристики: прво, металната порта усвојува структура со жлебови во форма на V; второ, има вертикална спроводливост. Бидејќи одводот е извлечен од задниот дел на чипот, ID не тече хоризонтално долж чипот, туку започнува од силно допингуваниот N+ регион (извор S) и се влева во лесно допингуваниот N-drift регион преку каналот P. Конечно, стигнува вертикално надолу за да го исцеди D. Бидејќи површината на пресекот на протокот се зголемува, може да поминат големи струи. Бидејќи има изолационен слој од силициум диоксид помеѓу портата и чипот, тој сè уште е изолирана порта MOSFET.
Предности на употреба:
MOSFET е елемент контролиран од напон, додека транзисторот е елемент контролиран од струја.
MOSFET треба да се користат кога е дозволено да се повлече само мала количина на струја од изворот на сигналот; транзисторите треба да се користат кога напонот на сигналот е низок и кога е дозволено да се повлече поголема струја од изворот на сигналот. MOSFET користи мнозински носачи за спроведување на електрична енергија, па затоа се нарекува униполарен уред, додека транзисторите користат и мнозински носачи и малцински носачи за да спроведат електрична енергија, па затоа се нарекува биполарен уред.
Изворот и одводот на некои MOSFET може да се користат наизменично, а напонот на портата може да биде позитивен или негативен, што ги прави пофлексибилни од триодите.
MOSFET може да работи во услови на многу мала струја и многу низок напон, а неговиот производствен процес може лесно да интегрира многу MOSFET на силиконски чип. Затоа, MOSFET е широко користен во големи интегрирани кола.
Olueky SOT-23N MOSFET
Соодветните карактеристики на примена на MOSFET и транзистор
1. Изворот s, портата g и одводот d на MOSFET одговараат на емитерот e, основата b и колекторот c на транзисторот соодветно. Нивните функции се слични.
2. MOSFET е уред со струја контролирана од напон, iD е контролиран од vGS, а неговиот коефициент на засилување gm е генерално мал, така што способноста за засилување на MOSFET е слаба; транзисторот е струен уред контролиран од струја, а iC е контролиран од iB (или iE).
3. Портата MOSFET речиси и да не црпи струја (ig»0); додека основата на транзисторот секогаш влече одредена струја кога транзисторот работи. Затоа, влезниот отпор на портата на MOSFET е поголем од влезниот отпор на транзисторот.
4. MOSFET е составен од мултиносачи вклучени во спроводливоста; транзисторите имаат два носачи, мултиносачи и малцински носачи, вклучени во спроводливоста. На концентрацијата на малцинските носители во голема мера влијаат фактори како што се температурата и зрачењето. Затоа, MOSFET-овите имаат подобра температурна стабилност и посилен отпор на радијација од транзисторите. MOSFET треба да се користат каде што условите на околината (температура, итн.) се многу различни.
5. Кога изворниот метал и подлогата на MOSFET се поврзани заедно, изворот и одводот може да се користат наизменично, а карактеристиките се менуваат малку; додека кога колекторот и емитерот на триодот се користат наизменично, карактеристиките се многу различни. Вредноста β ќе се намали многу.
6. Коефициентот на бучава на MOSFET е многу мал. MOSFET треба да се користи колку што е можно повеќе во влезната фаза на кола и кола со засилувачи со низок шум за кои е потребен висок сооднос сигнал-шум.
7. И МОСФЕТ и транзистор можат да формираат различни кола за засилувачи и кола за префрлување, но првиот има едноставен производствен процес и ги има предностите на мала потрошувачка на енергија, добра термичка стабилност и широк опсег на напонско напојување со работа. Затоа, тој е широко користен во големи и многу големи интегрирани кола.
8. Транзисторот има голем отпор на вклучување, додека MOSFET има мал отпор на вклучување, само неколку стотици mΩ. Во сегашните електрични уреди, MOSFET-овите генерално се користат како прекинувачи, а нивната ефикасност е релативно висока.
WINSOK SOT-323 MOSFET со инкапсулација
MOSFET наспроти биполарен транзистор
MOSFET е уред контролиран со напон, а портата во основа не зема струја, додека транзисторот е уред контролиран од струја, а основата мора да преземе одредена струја. Затоа, кога номиналната струја на изворот на сигналот е исклучително мала, треба да се користи MOSFET.
MOSFET е проводник со повеќе носители, додека двата носители на транзистор учествуваат во спроводливоста. Бидејќи концентрацијата на малцинските носители е многу чувствителна на надворешни услови како што се температура и зрачење, MOSFET е посоодветен за ситуации каде што околината многу се менува.
Покрај тоа што се користат како уреди за засилувач и контролирани прекинувачи, како што се транзистори, MOSFET може да се користат и како променливи линеарни отпорници контролирани со напон.
Изворот и одводот на MOSFET се симетрични по структура и можат да се користат наизменично. Напонот на портата-извор на режимот на исцрпување MOSFET може да биде позитивен или негативен. Затоа, користењето MOSFET е пофлексибилно од транзисторите.
Време на објавување: Октомври-13-2023 година
