Зашто се МОСФЕТ-ови контролишу напоном?

МОСФЕТ-ови (метални оксид полупроводнички транзистори са ефектом поља) се називају уређаји са контролисаним напоном углавном зато што се њихов принцип рада ослања углавном на контролу напона капије (Вгс) над струјом одвода (Ид), уместо да се ослања на струју да је контролише, као то је случај са биполарним транзисторима (као што су БЈТ). Следеће је детаљно објашњење МОСФЕТ-а као уређаја контролисаног напона:

Принцип рада

Контрола напона на капији:Срце МОСФЕТ-а лежи у структури између његове капије, извора и дрена, и изолационог слоја (обично силицијум диоксида) испод капије. Када се напон примени на капију, испод изолационог слоја се ствара електрично поље и ово поље мења проводљивост подручја између извора и одвода.

Формирање проводног канала:За Н-каналне МОСФЕТ-ове, када је напон гејта Вгс довољно висок (изнад одређене вредности која се назива гранични напон Вт), електрони у супстрату П-типа испод капије се привлаче на доњу страну изолационог слоја, формирајући Н- тип проводног канала који омогућава проводљивост између извора и одвода. Супротно томе, ако је Вгс нижи од Вт, проводни канал се не формира и МОСФЕТ је на прекиду.

Контрола струје одвода:величина струје одвода Ид се углавном контролише напоном гејта Вгс. Што је Вгс већи, шири се проводни канал, а струја одвода Ид је већа. Овај однос омогућава МОСФЕТ-у да делује као струјни уређај контролисан напоном.

Предности пиезо карактеризације

Висока улазна импеданса:Улазна импеданса МОСФЕТ-а је веома висока због изолације гејта и региона извор-дрејн изолационим слојем, а струја гејта је скоро нула, што га чини корисним у колима где је потребна висока улазна импеданса.

Ниска бука:МОСФЕТ-ови генеришу релативно ниску буку током рада, углавном због њихове високе улазне импедансе и механизма униполарне проводљивости носиоца.

Брза брзина пребацивања:Пошто су МОСФЕТ уређаји контролисани напоном, њихова брзина пребацивања је обично већа од брзине биполарних транзистора, који морају да прођу кроз процес складиштења и ослобађања пуњења током пребацивања.

Мала потрошња енергије:У укљученом стању, отпор дрејн-извора (РДС(он)) МОСФЕТ-а је релативно низак, што помаже да се смањи потрошња енергије. Такође, у граничном стању, статичка потрошња енергије је веома ниска јер је струја гејта скоро нула.

Укратко, МОСФЕТ-ови се називају уређаји контролисани напоном јер се њихов принцип рада у великој мери ослања на контролу струје одвода помоћу напона гејта. Ова карактеристика контролисане напоном чини МОСФЕТ-ове обећавајућим за широк спектар примена у електронским колима, посебно тамо где су потребна висока улазна импеданса, ниска бука, велика брзина пребацивања и ниска потрошња енергије.