MOSFET mangrupikeun salah sahiji komponén anu paling dasar dina industri semikonduktor. Dina sirkuit éléktronik, MOSFET umumna dipaké dina sirkuit amplifier kakuatan atawa switching sirkuit catu daya sarta loba dipaké. di handap,OLUKEYbakal masihan anjeun katerangan lengkep ngeunaan prinsip kerja MOSFET sareng nganalisis struktur internal MOSFET.
NaonMOSFET
MOSFET, Metal Oksida Semikonduktor Filed Pangaruh Transistor (MOSFET). Ieu transistor éfék médan anu bisa loba dipaké dina sirkuit analog jeung sirkuit digital. Numutkeun bédana polaritasna "saluran" na (pamawa kerja), éta bisa dibagi jadi dua jenis: "N-tipe" jeung "P-tipe", nu mindeng disebut NMOS na PMOS.
Prinsip kerja MOSFET
MOSFET bisa dibagi kana tipe ningkatna sarta tipe depletion nurutkeun mode gawé. Jinis ningkatna nujul kana MOSFET lamun euweuh tegangan bias dilarapkeun tur euweuh consaluran ductive. Jenis depletion nujul kana MOSFET lamun euweuh tegangan bias dilarapkeun. Saluran konduktif bakal muncul.
Dina aplikasi nu sabenerna, ngan aya tipe ningkatna N-kanal jeung MOSFET tipe ningkatna P-kanal. Kusabab NMOSFET gaduh résistansi dina kaayaan anu leutik sareng gampang didamel, NMOS langkung umum tibatan PMOS dina aplikasi anu saleresna.
Modeu ningkatna MOSFET
Aya dua pungkur PN junctions antara solokan D jeung sumber S tina ningkatna-mode MOSFET. Nalika tegangan Gerbang-sumber VGS = 0, sanajan tegangan solokan-sumber VDS ditambahkeun, sok aya simpang PN dina kaayaan bias sabalikna, tur euweuh channel conductive antara solokan jeung sumber (euweuh arus ngalir). ). Ku alatan éta, ID ayeuna solokan = 0 dina waktu ieu.
Dina waktu ieu, lamun tegangan maju ditambahkeun antara gerbang jeung sumber. Nyaéta, VGS> 0, lajeng hiji médan listrik kalawan Gerbang Blok kalawan substrat silikon P-tipe bakal dihasilkeun dina lapisan insulating SiO2 antara éléktroda Gerbang jeung substrat silikon. Kusabab lapisan oksida insulating, tegangan VGS dilarapkeun ka gerbang teu bisa ngahasilkeun ayeuna. A kapasitor dihasilkeun dina dua sisi lapisan oksida, sarta VGS sarimbag circuit ngecas kapasitor ieu (kapasitor). Sarta ngahasilkeun hiji médan listrik, sakumaha VGS lalaunan naék, katarik ku tegangan positif gerbang. A angka nu gede ngarupakeun éléktron ngumpulkeun dina sisi séjén kapasitor ieu (kapasitor) jeung nyieun hiji N-tipe channel conductive ti solokan ka sumber. Nalika VGS ngaleuwihan tegangan péngkolan-on VT tina tube (umumna ngeunaan 2V), tube N-kanal ngan dimimitian pikeun ngalakonan, ngahasilkeun ID ayeuna solokan. Kami nelepon tegangan sumber gerbang nalika saluran mimiti ngahasilkeun tegangan péngkolan. Umumna dinyatakeun salaku VT.
Ngadalikeun ukuran tegangan Gerbang VGS ngarobah kakuatan atawa kalemahan médan listrik, sarta pangaruh ngadalikeun ukuran ID ayeuna solokan bisa dihontal. Ieu oge hiji fitur penting tina MOSFETs nu ngagunakeun médan listrik pikeun ngadalikeun arus, ku kituna maranéhanana ogé disebut transistor pangaruh medan.
Struktur internal MOSFET
Dina substrat silikon P-tipe kalawan konsentrasi najis low, dua wewengkon N + kalawan konsentrasi impurity tinggi dijieun, sarta dua éléktroda anu digambar kaluar tina aluminium logam pikeun ngawula ka salaku solokan d jeung sumber s mungguh. Lajeng permukaan semikonduktor katutupan ku silikon dioksida (SiO2) lapisan insulating pisan ipis, sarta hiji éléktroda aluminium dipasang dina lapisan insulating antara solokan jeung sumber pikeun ngawula ka salaku Gerbang g. Hiji éléktroda B ogé ditarik kaluar dina substrat, ngabentuk hiji N-channel enhancement-mode MOSFET. Sami bener keur formasi internal P-kanal enhancement-tipe MOSFETs.
N-kanal MOSFET jeung P-kanal MOSFET lambang circuit
Gambar di luhur nunjukkeun simbol sirkuit MOSFET. Dina gambar, D nyaéta solokan, S nyaéta sumberna, G nyaéta gerbang, sareng panah di tengah ngagambarkeun substrat. Upami panah nunjuk ka jero, éta nunjukkeun MOSFET saluran N, sareng upami panah nunjuk ka luar, éta nunjukkeun MOSFET saluran P.
MOSFET saluran N ganda, MOSFET saluran P ganda sareng simbol sirkuit MOSFET saluran N + P
Kanyataanna, salila prosés manufaktur MOSFET, substrat disambungkeun ka sumber saméméh ninggalkeun pabrik. Ku alatan éta, dina aturan symbology, simbol panah ngalambangkeun substrat ogé kudu disambungkeun ka sumber pikeun ngabedakeun solokan jeung sumber. Polaritasna tegangan anu dianggo ku MOSFET sami sareng transistor tradisional urang. Saluran N mirip sareng transistor NPN. Solokan D disambungkeun ka éléktroda positif jeung sumber S disambungkeun ka éléktroda négatip. Nalika Gerbang G boga tegangan positif, saluran conductive kabentuk jeung N-kanal MOSFET mimiti jalan. Nya kitu, P-kanal téh sarupa jeung transistor PNP. Solokan D disambungkeun ka éléktroda négatip, sumber S disambungkeun ka éléktroda positif, sarta nalika Gerbang G boga tegangan négatip, saluran conductive kabentuk jeung MOSFET P-kanal mimiti jalan.
Prinsip leungitna switching MOSFET
Naha éta NMOS atanapi PMOS, aya konduksi résistansi internal dihasilkeun sanggeus dihurungkeun, ku kituna ayeuna bakal meakeun énergi dina lalawanan internal ieu. Bagian tina énergi anu dikonsumsi disebut konsumsi konduksi. Milih MOSFET kalayan résistansi internal konduksi leutik sacara efektif bakal ngirangan konsumsi konduksi. Résistansi internal ayeuna tina MOSFET kakuatan-rendah umumna sakitar puluhan milliohms, sareng aya ogé sababaraha milliohms.
Nalika MOS dihurungkeun tur terminated, éta teu kudu direalisasikeun dina instan. Tegangan dina dua sisi MOS bakal boga panurunan éféktif, sarta arus ngalir ngaliwatan eta bakal ngaronjat. Salila periode ieu, leungitna MOSFET mangrupa produk tina tegangan jeung arus, nu mangrupakeun leungitna switching. Sacara umum, karugian switching langkung ageung tibatan karugian konduksi, sareng langkung gancang frékuénsi switching, langkung ageung karugian.
Produk tegangan jeung arus dina momen konduksi kacida gedéna, hasilna karugian anu kacida gedéna. Ngalihkeun karugian tiasa dikirangan ku dua cara. Salah sahijina nyaéta ngirangan waktos gentos, anu sacara efektif tiasa ngirangan karugian salami unggal péngkolan; nu séjén nyaéta pikeun ngurangan frékuénsi switching, nu bisa ngurangan jumlah switch per Unit waktos.
Di luhur mangrupikeun katerangan detil ngeunaan diagram prinsip kerja MOSFET sareng analisa struktur internal MOSFET. Pikeun leuwih jéntré ngeunaan MOSFET, wilujeng sumping konsultasi OLUKEY pikeun nyadiakeun Anjeun sareng rojongan teknis MOSFET!
waktos pos: Dec-16-2023
