Pse kontrollohet tensioni i MOSFET?

MOSFET-ët (Tranzistorët me efekt të fushës gjysmëpërçuese me oksid metali) quhen pajisje të kontrolluara me tension kryesisht sepse parimi i funksionimit të tyre mbështetet kryesisht në kontrollin e tensionit të portës (Vgs) mbi rrymën e shkarkimit (Id), në vend që të mbështetet në rrymën për ta kontrolluar atë, si është rasti me transistorët bipolarë (të tillë si BJT). Më poshtë është një shpjegim i detajuar i MOSFET-it si një pajisje e kontrolluar me tension:

Parimi i Punës

Kontrolli i tensionit të portës:Zemra e një MOSFET qëndron në strukturën midis portës së tij, burimit dhe kullimit, dhe një shtrese izoluese (zakonisht dioksid silikoni) poshtë portës. Kur një tension aplikohet në portë, një fushë elektrike krijohet nën shtresën izoluese dhe kjo fushë ndryshon përçueshmërinë e zonës midis burimit dhe kullimit.

Formimi i kanalit përcjellës:Për MOSFET-et me kanal N, kur tensioni i portës Vgs është mjaft i lartë (mbi një vlerë specifike të quajtur tensioni i pragut Vt), elektronet në nënshtresën e tipit P poshtë portës tërhiqen në pjesën e poshtme të shtresës izoluese, duke formuar një N- lloji i kanalit përçues që lejon përçueshmërinë midis burimit dhe kullimit. Në të kundërt, nëse Vgs është më e ulët se Vt, kanali përcjellës nuk formohet dhe MOSFET është në ndërprerje.

Kontrolli i rrymës së kullimit:madhësia e rrymës së kullimit Id kontrollohet kryesisht nga tensioni i portës Vgs. Sa më i lartë Vgs, aq më i gjerë formohet kanali përcjellës dhe aq më i madh është Id i rrymës së kullimit. Kjo marrëdhënie lejon që MOSFET të veprojë si një pajisje rryme e kontrolluar me tension.

Përparësitë e Karakterizimit Piezo

Rezistenca e lartë e hyrjes:Impedanca hyrëse e MOSFET është shumë e lartë për shkak të izolimit të portës dhe rajonit të kullimit të burimit nga një shtresë izoluese, dhe rryma e portës është pothuajse zero, gjë që e bën atë të dobishëm në qarqet ku kërkohet rezistencë e lartë hyrëse.

Zhurmë e ulët:MOSFET-ët gjenerojnë zhurmë relativisht të ulët gjatë funksionimit, kryesisht për shkak të rezistencës së lartë të hyrjes dhe mekanizmit të përcjelljes unipolare të bartësit.

Shpejtësia e shpejtë e ndërrimit:Meqenëse MOSFET-ët janë pajisje të kontrolluara nga tensioni, shpejtësia e tyre e ndërrimit është zakonisht më e shpejtë se ajo e transistorëve bipolarë, të cilët duhet të kalojnë procesin e ruajtjes dhe lëshimit të ngarkesës gjatë ndërrimit.

Konsumi i ulët i energjisë:Në gjendjen e ndezur, rezistenca e burimit të shkarkimit (RDS(on)) e MOSFET është relativisht e ulët, gjë që ndihmon në uljen e konsumit të energjisë. Gjithashtu, në gjendjen e ndërprerjes, konsumi i energjisë statike është shumë i ulët sepse rryma e portës është pothuajse zero.

Në përmbledhje, MOSFET quhen pajisje të kontrolluara nga tensioni, sepse parimi i tyre i funksionimit mbështetet shumë në kontrollin e rrymës së shkarkimit nga tensioni i portës. Kjo karakteristikë e kontrolluar nga tensioni i bën MOSFET-ët premtues për një gamë të gjerë aplikimesh në qarqet elektronike, veçanërisht kur kërkohet impedancë e lartë në hyrje, zhurmë e ulët, shpejtësi e shpejtë e ndërrimit dhe konsum i ulët i energjisë.