Транзистор са ефектом поља метал-оксид-полупроводник (МОСФЕТ, МОС-ФЕТ или МОС ФЕТ) је врста транзистора са ефектом поља (ФЕТ), који се најчешће производи контролисаном оксидацијом силицијума. Има изоловану капију, чији напон одређује проводљивост уређаја.
Његова главна карактеристика је да између металне капије и канала постоји изолациони слој од силицијум диоксида, тако да има висок улазни отпор (до 1015Ω). Такође је подељен на Н-каналну цев и П-каналну цев. Обично су супстрат (подлога) и извор С повезани заједно.
Према различитим начинима проводљивости, МОСФЕТ-ови се деле на тип побољшања и тип исцрпљивања.
Такозвани тип побољшања значи: када је ВГС=0, цев је у стању пресека. Након додавања исправног ВГС-а, већина носача се привлачи ка капији, чиме се "појачавају" носачи у овој области и формира се проводни канал. .
Режим исцрпљивања значи да када је ВГС=0, формира се канал. Када се дода исправан ВГС, већина носача може да исцури из канала, чиме се "исцрпљују" носачи и искључује цев.
Разликујте разлог: улазни отпор ЈФЕТ-а је већи од 100МΩ, а транспроводљивост је веома висока, када се капија води, магнетно поље унутрашњег простора је веома лако детектовати сигнал података радног напона на капији, тако да цевовод тежи да бити до, или има тенденцију да буде укључен-искључен. Ако се напон индукције тела одмах дода капији, јер је кључна електромагнетна сметња јака, горња ситуација ће бити значајнија. Ако се игла мерача нагло скрене улево, то значи да цевовод тежи да буде до, отпорник дрејн-извор РДС се шири, а количина струје одвод-извор смањује ИДС. Супротно томе, игла мерача се оштро скреће удесно, што указује на то да цевовод има тенденцију да се укључи-искључи, РДС опада, а ИДС расте. Међутим, тачан правац у коме је игла мерача скренута треба да зависи од позитивног и негативног пола индукованог напона (радни напон позитивног смера или радни напон обрнутог смера) и радне средине цевовода.
ВИНСОК ДФН3к3 МОСФЕТ
Узимајући за пример Н канал, он је направљен на силицијумској подлози типа П са два високо допирана извора дифузије Н+ и дрејн дифузионих региона Н+, а затим се изводе изворна електрода С и дрена електрода Д. Извор и супстрат су интерно повезани и увек одржавају исти потенцијал. Када је одвод прикључен на позитивни терминал напајања, а извор повезан на негативни терминал напајања и ВГС=0, струја канала (тј. струја одвода) ИД=0. Како се ВГС постепено повећава, привучен позитивним напоном гејта, негативно наелектрисани мањински носиоци индукују се између два дифузиона региона, формирајући канал Н-типа од одвода до извора. Када је ВГС већи од напона укључивања ВТН цеви (углавном око +2В), Н-канална цев почиње да води, формирајући ИД струје одвода.
ВМОСФЕТ (ВМОСФЕТ), његов пуни назив је В-гроове МОСФЕТ. То је новоразвијени високоефикасни уређај за пребацивање снаге након МОСФЕТ-а. Не само да наслеђује високу улазну импеданцију МОСФЕТ-а (≥108В), већ и малу погонску струју (око 0,1μА). Такође има одличне карактеристике као што су висок отпорни напон (до 1200В), велика радна струја (1,5А ~ 100А), велика излазна снага (1 ~ 250В), добра линеарност транскондуктивности и велика брзина пребацивања. Управо зато што комбинује предности вакуумских цеви и енергетских транзистора, широко се користи у појачивачима напона (појачавање напона може достићи хиљаде пута), појачивачима снаге, прекидачким изворима напајања и инверторима.
Као што сви знамо, капија, извор и одвод традиционалног МОСФЕТ-а су отприлике у истој хоризонталној равни на чипу, а његова радна струја у основи тече у хоризонталном правцу. ВМОС цев је другачија. Има две главне структурне карактеристике: прво, метална капија има структуру жлеба у облику слова В; друго, има вертикалну проводљивост. Пошто се одвод повлачи са задње стране чипа, ИД не тече хоризонтално дуж чипа, већ почиње од јако допираног Н+ региона (извор С) и тече у благо допирани Н-дрифт регион кроз П канал. Коначно, досеже вертикално надоле да би се дренирао Д. Пошто се површина попречног пресека протока повећава, велике струје могу да прођу. Пошто између капије и чипа постоји изолациони слој од силицијум диоксида, то је и даље МОСФЕТ изоловане капије.
Предности употребе:
МОСФЕТ је елемент који се контролише напоном, док је транзистор елемент који контролише струју.
МОСФЕТ-ове треба користити када је дозвољено да се из извора сигнала повуче само мала количина струје; транзисторе треба користити када је напон сигнала низак и када је дозвољено да се повуче више струје из извора сигнала. МОСФЕТ користи већинске носаче за провођење струје, па се назива униполарним уређајем, док транзистори користе и већинске и мањинске носаче за вођење струје, па се назива биполарни уређај.
Извор и одвод неких МОСФЕТ-ова могу се користити наизменично, а напон на капији може бити позитиван или негативан, што их чини флексибилнијим од триода.
МОСФЕТ може да ради под веома малом струјом и условима веома ниског напона, а његов производни процес може лако да интегрише многе МОСФЕТ-ове на силицијумском чипу. Стога се МОСФЕТ широко користи у великим интегрисаним колима.
Олуеки СОТ-23Н МОСФЕТ
Одговарајуће карактеристике примене МОСФЕТ-а и транзистора
1. Извор с, гејт г и одвод д МОСФЕТ-а одговарају емитеру е, бази б и колектору ц транзистора. Њихове функције су сличне.
2. МОСФЕТ је струјни уређај који контролише напон, иД контролише вГС, а његов коефицијент појачања гм је генерално мали, тако да је способност појачања МОСФЕТ-а лоша; транзистор је струјни уређај који контролише струју, а иЦ контролише иБ (или иЕ).
3. МОСФЕТ капија скоро да не црпи струју (иг»0); док база транзистора увек повлачи одређену струју када транзистор ради. Стога је улазни отпор гејта МОСФЕТ-а већи од улазног отпора транзистора.
4. МОСФЕТ се састоји од више носилаца укључених у проводљивост; транзистори имају два носиоца, вишеносаче и мањинске носиоце, укључене у проводљивост. На концентрацију мањинских носача у великој мери утичу фактори као што су температура и зрачење. Стога, МОСФЕТ-ови имају бољу температурну стабилност и већу отпорност на зрачење од транзистора. МОСФЕТ-ове треба користити тамо где услови околине (температура, итд.) веома варирају.
5. Када су изворни метал и супстрат МОСФЕТ-а повезани заједно, извор и одвод се могу користити наизменично, а карактеристике се мало мењају; док када се колектор и емитер триоде користе наизменично, карактеристике су веома различите. Вредност β ће се знатно смањити.
6. Коефицијент буке МОСФЕТ-а је веома мали. МОСФЕТ би требало да се користи што је више могуће у улазном степену нискошумних појачала и кола која захтевају висок однос сигнал-шум.
7. И МОСФЕТ и транзистор могу формирати различита кола појачала и склопна кола, али први има једноставан производни процес и има предности ниске потрошње енергије, добре термичке стабилности и широког опсега радног напона напајања. Због тога се широко користи у великим и веома великим интегрисаним колима.
8. Транзистор има велики отпор укључивања, док МОСФЕТ има мали отпор укључивања, само неколико стотина мΩ. У тренутним електричним уређајима, МОСФЕТ се углавном користе као прекидачи, а њихова ефикасност је релативно висока.
ВИНСОК СОТ-323 енкапсулација МОСФЕТ
МОСФЕТ против биполарног транзистора
МОСФЕТ је уређај који се контролише напоном, а капија у основи не узима струју, док је транзистор уређај који контролише струју, а база мора да прими одређену струју. Стога, када је називна струја извора сигнала изузетно мала, треба користити МОСФЕТ.
МОСФЕТ је проводник са више носача, док оба носача транзистора учествују у проводљивости. Пошто је концентрација мањинских носача веома осетљива на спољашње услове као што су температура и зрачење, МОСФЕТ је погоднији за ситуације у којима се окружење у великој мери мења.
Поред тога што се користе као уређаји за појачавање и контролисани прекидачи као што су транзистори, МОСФЕТ-ови се такође могу користити као променљиви линеарни отпорници контролисани напоном.
Извор и одвод МОСФЕТ-а су симетричне структуре и могу се користити наизменично. Напон гејт-извор МОСФЕТ режима исцрпљивања може бити позитиван или негативан. Стога је коришћење МОСФЕТ-а флексибилније од транзистора.
Време поста: 13.10.2023
