O transistor de efecto de campo de semicondutores de óxido metálico (MOSFET, MOS-FET ou MOS FET) é un tipo de transistor de efecto de campo (FET), máis comunmente fabricado pola oxidación controlada do silicio. Ten unha porta illada, cuxa tensión determina a condutividade do dispositivo.
A súa característica principal é que hai unha capa illante de dióxido de silicio entre a porta metálica e a canle, polo que ten unha alta resistencia de entrada (ata 1015Ω). Tamén se divide en tubo de canle N e tubo de canle P. Normalmente o substrato (substrato) e a fonte S están conectados entre si.
Segundo os diferentes modos de condución, os MOSFET divídense en tipo de mellora e tipo de esgotamento.
O chamado tipo de mellora significa: cando VGS=0, o tubo está nun estado de corte. Despois de engadir o VGS correcto, a maioría dos portadores son atraídos pola porta, polo que "melloran" os portadores nesta área e forman unha canle condutora. .
O modo de esgotamento significa que cando VGS=0, fórmase unha canle. Cando se engade o VGS correcto, a maioría dos portadores poden saír da canle, "esgotando" os portadores e apagando o tubo.
Distinguir o motivo: a resistencia de entrada de JFET é de máis de 100 MΩ, e a transcondutividade é moi alta, cando a porta está dirixida, o campo magnético do espazo interior é moi doado de detectar o sinal de datos de tensión de traballo na porta, polo que a canalización tende a estar á altura, ou tende a ser activado-desactivado. Se a tensión de indución do corpo engádese inmediatamente á porta, porque a interferencia electromagnética clave é forte, a situación anterior será máis significativa. Se a agulla do medidor se desvía bruscamente cara á esquerda, significa que a canalización tende a estar ata, a resistencia da fonte de drenaxe RDS se expande e a cantidade de corrente da fonte de drenaxe diminúe IDS. Pola contra, a agulla do medidor desvíase bruscamente cara á dereita, o que indica que a canalización tende a estar acesa-apagada, o RDS baixa e o IDS sobe. Non obstante, a dirección exacta na que se desvía a agulla do medidor debe depender dos polos positivo e negativo da tensión inducida (tensión de traballo en sentido positivo ou tensión de traballo en sentido inverso) e do punto medio de traballo da canalización.
MOSFET WINSOK DFN3x3
Tomando a canle N como exemplo, faise sobre un substrato de silicio de tipo P con dúas rexións de difusión de fonte altamente dopadas N+ e rexións de difusión de drenaxe N+, e despois o electrodo fonte S e o electrodo de drenaxe D son expulsados respectivamente. A fonte e o substrato están conectados internamente e manteñen sempre o mesmo potencial. Cando o drenaxe está conectado ao terminal positivo da fonte de alimentación e a fonte está conectada ao terminal negativo da fonte de alimentación e VGS=0, a corrente da canle (é dicir, a corrente de drenaxe) ID=0. A medida que o VGS aumenta gradualmente, atraído pola tensión de porta positiva, indúcense portadores minoritarios cargados negativamente entre as dúas rexións de difusión, formando unha canle de tipo N dende o drenaxe ata a fonte. Cando VGS é maior que a tensión de aceso VTN do tubo (xeralmente uns +2 V), o tubo da canle N comeza a conducir, formando un ID de corrente de drenaxe.
VMOSFET (VMOSFET), o seu nome completo é V-groove MOSFET. É un dispositivo de conmutación de enerxía de alta eficiencia recentemente desenvolvido despois do MOSFET. Non só herda a alta impedancia de entrada de MOSFET (≥108W), senón tamén a pequena corrente de condución (uns 0,1μA). Tamén ten excelentes características, como unha alta tensión de resistencia (ata 1200 V), gran corrente de funcionamento (1,5 A ~ 100 A), alta potencia de saída (1 ~ 250 W), boa linealidade de transcondutividade e velocidade de conmutación rápida. Precisamente porque combina as vantaxes dos tubos de baleiro e dos transistores de potencia, está sendo moi utilizado en amplificadores de tensión (a amplificación de tensión pode chegar a miles de veces), amplificadores de potencia, fontes de alimentación conmutadas e inversores.
Como todos sabemos, a porta, fonte e drenaxe dun MOSFET tradicional están aproximadamente no mesmo plano horizontal do chip, e a súa corrente de funcionamento flúe basicamente na dirección horizontal. O tubo VMOS é diferente. Ten dúas características estruturais principais: en primeiro lugar, a porta metálica adopta unha estrutura de suco en forma de V; segundo, ten condutividade vertical. Dado que o drenaxe se extrae da parte traseira do chip, o ID non flúe horizontalmente ao longo do chip, senón que parte da rexión N+ moi dopada (fonte S) e flúe cara á rexión de deriva N lixeiramente dopada a través da canle P. Finalmente, chega verticalmente cara abaixo para drenar D. Como a área da sección transversal do fluxo aumenta, poden pasar grandes correntes. Dado que hai unha capa illante de dióxido de silicio entre a porta e o chip, aínda é un MOSFET de porta illada.
Vantaxes de uso:
MOSFET é un elemento controlado por voltaxe, mentres que o transistor é un elemento controlado por corrente.
Os MOSFET deben usarse cando só se permite extraer unha pequena cantidade de corrente da fonte de sinal; Os transistores deben usarse cando a tensión do sinal é baixa e se permite extraer máis corrente da fonte de sinal. O MOSFET usa portadores maioritarios para conducir electricidade, polo que se denomina dispositivo unipolar, mentres que os transistores usan portadores maioritarios e portadores minoritarios para conducir electricidade, polo que se denomina dispositivo bipolar.
A fonte e drenaxe dalgúns MOSFET pódense usar indistintamente, e a tensión da porta pode ser positiva ou negativa, o que os fai máis flexibles que os triodos.
O MOSFET pode funcionar en condicións de corrente moi pequena e de tensión moi baixa, e o seu proceso de fabricación pode integrar facilmente moitos MOSFET nun chip de silicio. Polo tanto, MOSFET foi amplamente utilizado en circuítos integrados a gran escala.
MOSFET Olueky SOT-23N
As características de aplicación respectivas de MOSFET e transistor
1. A fonte s, a porta g e o dreno d do MOSFET corresponden ao emisor e, base b e colector c do transistor respectivamente. As súas funcións son similares.
2. O MOSFET é un dispositivo de corrente controlado por voltaxe, o iD está controlado por vGS e o seu coeficiente de amplificación gm é xeralmente pequeno, polo que a capacidade de amplificación do MOSFET é pobre; o transistor é un dispositivo de corrente controlada por corrente, e iC está controlado por iB (ou iE).
3. A porta MOSFET case non consume corrente (ig»0); mentres que a base do transistor sempre toma unha determinada corrente cando o transistor está funcionando. Polo tanto, a resistencia de entrada da porta do MOSFET é maior que a resistencia de entrada do transistor.
4. MOSFET está composto por multiportadoras implicadas na condución; Os transistores teñen dúas portadoras, multiportadoras e portadoras minoritarias, implicadas na condución. A concentración de portadores minoritarios vese moi afectada por factores como a temperatura e a radiación. Polo tanto, os MOSFET teñen unha mellor estabilidade de temperatura e unha resistencia á radiación máis forte que os transistores. Os MOSFET deben usarse onde as condicións ambientais (temperatura, etc.) varían moito.
5. Cando o metal de orixe e o substrato de MOSFET están conectados entre si, a fonte e o drenaxe pódense usar indistintamente e as características cambian pouco; mentres que cando o colector e o emisor do triodo se usan indistintamente, as características son moi diferentes. O valor β reducirase moito.
6. O coeficiente de ruído do MOSFET é moi pequeno. O MOSFET debe utilizarse o máximo posible na fase de entrada de circuítos amplificadores de baixo ruído e circuítos que requiren unha alta relación sinal-ruído.
7. Tanto o MOSFET como o transistor poden formar varios circuítos amplificadores e circuítos de conmutación, pero o primeiro ten un proceso de fabricación sinxelo e ten as vantaxes dun baixo consumo de enerxía, unha boa estabilidade térmica e un amplo rango de tensión de alimentación de funcionamento. Polo tanto, úsase amplamente en circuítos integrados a gran escala e moi grande.
8. O transistor ten unha gran resistencia de conexión, mentres que o MOSFET ten unha pequena resistencia de activación, só uns centos de mΩ. Nos dispositivos eléctricos actuais, os MOSFET úsanse xeralmente como interruptores e a súa eficiencia é relativamente alta.
MOSFET de encapsulación WINSOK SOT-323
MOSFET vs transistor bipolar
MOSFET é un dispositivo controlado por voltaxe, e a porta basicamente non toma corrente, mentres que un transistor é un dispositivo controlado por corrente, e a base debe tomar unha determinada corrente. Polo tanto, cando a corrente nominal da fonte de sinal é moi pequena, débese utilizar MOSFET.
MOSFET é un condutor multiportador, mentres que os dous portadores dun transistor participan na condución. Dado que a concentración de portadores minoritarios é moi sensible ás condicións externas como a temperatura e a radiación, o MOSFET é máis axeitado para situacións nas que o ambiente cambia moito.
Ademais de usarse como dispositivos amplificadores e interruptores controlables como transistores, os MOSFET tamén se poden usar como resistencias lineais variables controladas por voltaxe.
A fonte e o drenaxe de MOSFET teñen unha estrutura simétrica e pódense usar indistintamente. A tensión da fonte da porta do MOSFET en modo de esgotamento pode ser positiva ou negativa. Polo tanto, usar MOSFET é máis flexible que os transistores.
Hora de publicación: 13-Oct-2023
