Transistori me efekt në terren metal-oksid-gjysmëpërçues (MOSFET, MOS-FET ose MOS FET) është një lloj transistori me efekt në terren (FET), i prodhuar më së shpeshti nga oksidimi i kontrolluar i silikonit. Ka një portë të izoluar, voltazhi i së cilës përcakton përçueshmërinë e pajisjes.
Karakteristika e tij kryesore është se ka një shtresë izoluese të dioksidit të silikonit midis portës metalike dhe kanalit, kështu që ka një rezistencë të lartë hyrëse (deri në 1015Ω). Ndahet gjithashtu në tub me kanal N dhe tub me kanal P. Zakonisht substrati (substrati) dhe burimi S lidhen së bashku.
Sipas mënyrave të ndryshme të përcjelljes, MOSFET-et ndahen në llojin e përmirësimit dhe llojin e zbrazjes.
I ashtuquajturi tip i zgjerimit do të thotë: kur VGS=0, tubi është në gjendje të prerë. Pas shtimit të VGS-së së saktë, shumica e transportuesve tërhiqen nga porta, duke "rritur" kështu bartësit në këtë zonë dhe duke formuar një kanal përçues. .
Modaliteti i zbrazjes do të thotë që kur VGS=0, formohet një kanal. Kur shtohet VGS e saktë, shumica e transportuesve mund të rrjedhin nga kanali, duke "shteruar" bartësit dhe duke fikur tubin.
Dalloni arsyen: rezistenca e hyrjes së JFET është më shumë se 100 MΩ, dhe transpërcjellshmëria është shumë e lartë, kur porta drejtohet, fusha magnetike e hapësirës së brendshme është shumë e lehtë për të zbuluar sinjalin e të dhënave të tensionit të punës në portë, kështu që tubacioni tenton të të jetë deri, ose ka tendencë të jetë on-off. Nëse tensioni i induksionit të trupit shtohet menjëherë në portë, sepse ndërhyrja kryesore elektromagnetike është e fortë, situata e mësipërme do të jetë më e rëndësishme. Nëse gjilpëra e njehsorit devijon ashpër në të majtë, kjo do të thotë që tubacioni tenton të jetë deri në, rezistenca e burimit të shkarkimit RDS zgjerohet dhe sasia e rrymës së burimit të shkarkimit zvogëlohet IDS. Anasjelltas, gjilpëra e njehsorit devijohet ashpër djathtas, duke treguar se tubacioni priret të jetë i ndezur-fikur, RDS zbret dhe IDS rritet. Megjithatë, drejtimi i saktë në të cilin gjilpëra e njehsorit devijohet duhet të varet nga polet pozitive dhe negative të tensionit të induktuar (tensioni i punës me drejtim pozitiv ose tensioni i punës me drejtim të kundërt) dhe nga pika e mesit e punës së tubacionit.
MOSFET WINSOK DFN3x3
Duke marrë si shembull kanalin N, ai është bërë në një substrat silikoni të tipit P me dy rajone të difuzionit të burimit shumë të dopuar N+ dhe rajone të difuzionit të kullimit N+, dhe më pas elektroda burimore S dhe elektroda e kullimit D nxirren jashtë përkatësisht. Burimi dhe nënshtresa janë të lidhura së brendshmi dhe ruajnë gjithmonë të njëjtin potencial. Kur kullimi lidhet me terminalin pozitiv të furnizimit me energji dhe burimi lidhet me terminalin negativ të furnizimit me energji dhe VGS=0, rryma e kanalit (dmth rryma e shkarkimit) ID=0. Ndërsa VGS rritet gradualisht, i tërhequr nga voltazhi pozitiv i portës, transportuesit minoritarë të ngarkuar negativisht induktohen midis dy rajoneve të difuzionit, duke formuar një kanal të tipit N nga kullimi në burim. Kur VGS është më i madh se tensioni i ndezjes VTN i tubit (përgjithësisht rreth +2V), tubi i kanalit N fillon të përçojë, duke formuar një ID të rrymës së shkarkimit.
VMOSFET (VMOSFET), emri i tij i plotë është V-groove MOSFET. Është një pajisje e re me efikasitet të lartë, e krijuar rishtazi për ndërrimin e energjisë pas MOSFET. Ai jo vetëm trashëgon rezistencën e lartë hyrëse të MOSFET (≥108W), por edhe rrymën e vogël të drejtimit (rreth 0,1μA). Ai gjithashtu ka karakteristika të shkëlqyera si tensioni i lartë i rezistencës (deri në 1200 V), rryma e madhe operative (1.5A ~ 100A), fuqia e lartë e daljes (1 ~ 250 W), lineariteti i mirë i transpërcueshmërisë dhe shpejtësia e shpejtë e ndërrimit. Pikërisht për shkak se kombinon avantazhet e tubave vakum dhe tranzistorëve të fuqisë, ai po përdoret gjerësisht në amplifikatorët e tensionit (amplifikimi i tensionit mund të arrijë mijëra herë), amplifikatorët e fuqisë, furnizimet me energji komutuese dhe inverterët.
Siç e dimë të gjithë, porta, burimi dhe kullimi i një MOSFET tradicional janë afërsisht në të njëjtin rrafsh horizontal në çip, dhe rryma e funksionimit të tij në thelb rrjedh në drejtimin horizontal. Tubi VMOS është i ndryshëm. Ajo ka dy veçori kryesore strukturore: së pari, porta metalike adopton një strukturë brazdë në formë V; së dyti, ka përçueshmëri vertikale. Meqenëse kullimi tërhiqet nga pjesa e pasme e çipit, ID-ja nuk rrjedh horizontalisht përgjatë çipit, por fillon nga rajoni N+ i ndotur shumë (burimi S) dhe derdhet në rajonin e lehtë të dopuar N-drift përmes kanalit P. Së fundi, ai arrin vertikalisht poshtë për të kulluar D. Për shkak se sipërfaqja e prerjes tërthore të rrjedhjes rritet, mund të kalojnë rryma të mëdha. Meqenëse ekziston një shtresë izoluese e dioksidit të silikonit midis portës dhe çipit, ajo është ende një portë e izoluar MOSFET.
Përparësitë e përdorimit:
MOSFET është një element i kontrolluar me tension, ndërsa transistori është një element i kontrolluar nga rryma.
MOSFET-et duhet të përdoren kur vetëm një sasi e vogël rryme lejohet të nxirret nga burimi i sinjalit; transistorët duhet të përdoren kur voltazhi i sinjalit është i ulët dhe lejohet të nxirret më shumë rrymë nga burimi i sinjalit. MOSFET përdor bartës të shumicës për të përcjellë rrymën elektrike, kështu që quhet pajisje unipolare, ndërsa transistorët përdorin si bartës të shumicës ashtu edhe bartës të pakicës për të përcjellë rrymën elektrike, kështu që quhet pajisje bipolare.
Burimi dhe kullimi i disa MOSFET-ve mund të përdoren në mënyrë të ndërsjellë, dhe voltazhi i portës mund të jetë pozitiv ose negativ, duke i bërë ato më fleksibël se triodat.
MOSFET mund të funksionojë në kushte shumë të vogla rryme dhe tension shumë të ulët, dhe procesi i prodhimit të tij mund të integrojë lehtësisht shumë MOSFET në një çip silikoni. Prandaj, MOSFET është përdorur gjerësisht në qarqet e integruara në shkallë të gjerë.
Olueky SOT-23N MOSFET
Karakteristikat përkatëse të aplikimit të MOSFET dhe transistorit
1. Burimi s, porta g dhe kullimi d i MOSFET korrespondojnë me emetuesin e, bazën b dhe kolektorin c të tranzitorit përkatësisht. Funksionet e tyre janë të ngjashme.
2. MOSFET është një pajisje rryme e kontrolluar nga tensioni, iD kontrollohet nga vGS dhe koeficienti i tij i amplifikimit gm është përgjithësisht i vogël, kështu që aftësia përforcuese e MOSFET është e dobët; transistori është një pajisje aktuale e kontrolluar nga rryma dhe iC kontrollohet nga iB (ose iE).
3. Porta MOSFET nuk tërheq pothuajse asnjë rrymë (ig»0); ndërsa baza e tranzistorit gjithmonë tërheq një rrymë të caktuar kur transistori është duke punuar. Prandaj, rezistenca e hyrjes së portës së MOSFET është më e lartë se rezistenca hyrëse e transistorit.
4. MOSFET është i përbërë nga multibartës të përfshirë në përçueshmëri; transistorët kanë dy bartës, multibartës dhe bartës të pakicës, të përfshirë në përçueshmëri. Përqendrimi i bartësve të pakicës ndikohet shumë nga faktorë të tillë si temperatura dhe rrezatimi. Prandaj, MOSFET-ët kanë stabilitet më të mirë të temperaturës dhe rezistencë më të fortë ndaj rrezatimit sesa transistorët. MOSFET-et duhet të përdoren aty ku kushtet mjedisore (temperatura, etj.) ndryshojnë shumë.
5. Kur metali burim dhe nënshtresa e MOSFET janë të lidhura së bashku, burimi dhe kullimi mund të përdoren në mënyrë të ndërsjellë, dhe karakteristikat ndryshojnë pak; ndërsa kur kolektori dhe emetuesi i triodës përdoren në mënyrë të ndërsjellë, karakteristikat janë shumë të ndryshme. Vlera β do të reduktohet shumë.
6. Koeficienti i zhurmës së MOSFET është shumë i vogël. MOSFET duhet të përdoret sa më shumë që të jetë e mundur në fazën hyrëse të qarqeve dhe qarqeve të amplifikatorëve me zhurmë të ulët që kërkojnë një raport të lartë sinjal-zhurmë.
7. Si MOSFET ashtu edhe transistori mund të formojnë qarqe të ndryshme amplifikatorë dhe qarqe komutuese, por i pari ka një proces të thjeshtë prodhimi dhe ka avantazhet e konsumit të ulët të energjisë, stabilitetit të mirë termik dhe diapazonit të gjerë të tensionit të furnizimit me energji elektrike. Prandaj, përdoret gjerësisht në qarqet e integruara në shkallë të gjerë dhe shumë të madhe.
8. Transistori ka një rezistencë të madhe në ndezje, ndërsa MOSFET ka një rezistencë të vogël në ndezje, vetëm disa qindra mΩ. Në pajisjet elektrike aktuale, MOSFET-et përdoren përgjithësisht si ndërprerës, dhe efikasiteti i tyre është relativisht i lartë.
WINSOK SOT-323 MOSFET me kapsulë
MOSFET kundrejt transistorit bipolar
MOSFET është një pajisje e kontrolluar nga tensioni, dhe porta në thelb nuk merr rrymë, ndërsa një transistor është një pajisje e kontrolluar nga rryma, dhe baza duhet të marrë një rrymë të caktuar. Prandaj, kur rryma nominale e burimit të sinjalit është jashtëzakonisht e vogël, duhet të përdoret MOSFET.
MOSFET është një përcjellës me shumë bartës, ndërsa të dy bartësit e një transistori marrin pjesë në përçueshmëri. Meqenëse përqendrimi i transportuesve të pakicës është shumë i ndjeshëm ndaj kushteve të jashtme si temperatura dhe rrezatimi, MOSFET është më i përshtatshëm për situatat ku mjedisi ndryshon shumë.
Përveç përdorimit si pajisje përforcuese dhe ndërprerës të kontrollueshëm si transistorët, MOSFET-et mund të përdoren gjithashtu si rezistorë linearë të ndryshueshëm të kontrolluar nga tensioni.
Burimi dhe kullimi i MOSFET janë simetrik në strukturë dhe mund të përdoren në mënyrë të ndërsjellë. Tensioni i burimit të portës së modalitetit të varfërimit MOSFET mund të jetë pozitiv ose negativ. Prandaj, përdorimi i MOSFET është më fleksibël se transistorët.
Koha e postimit: Tetor-13-2023
