Comprender o principio de funcionamento do MOSFET e aplicar os compoñentes electrónicos de forma máis eficiente

Comprender os principios operativos dos MOSFET (transistores de efecto de campo de óxido metálico-semicondutor) é fundamental para utilizar eficazmente estes compoñentes electrónicos de alta eficiencia. Os MOSFET son elementos indispensables nos dispositivos electrónicos, e comprendelos é esencial para os fabricantes.

Na práctica, hai fabricantes que poden non apreciar completamente as funcións específicas dos MOSFET durante a súa aplicación. Non obstante, ao comprender os principios de funcionamento dos MOSFET en dispositivos electrónicos e as súas funcións correspondentes, pódese seleccionar estratexicamente o MOSFET máis axeitado, tendo en conta as súas características únicas e as características específicas do produto. Este método mellora o rendemento do produto, reforzando a súa competitividade no mercado.

Paquete WINSOK SOT-23-3 MOSFET

Principios de funcionamento dos MOSFET

Cando a tensión de fonte-porta (VGS) do MOSFET é cero, mesmo coa aplicación dunha tensión de fonte de drenaxe (VDS), sempre hai unha unión PN en polarización inversa, o que resulta nunha canle condutora (e sen corrente) entre o drenaxe e a fonte do MOSFET. Neste estado, a corrente de drenaxe (ID) do MOSFET é cero. A aplicación dunha tensión positiva entre a porta e a fonte (VGS > 0) crea un campo eléctrico na capa illante de SiO2 entre a porta do MOSFET e o substrato de silicio, dirixido dende a porta cara ao substrato de silicio de tipo P. Dado que a capa de óxido é illante, a tensión aplicada á porta, VGS, non pode xerar corrente no MOSFET. Pola contra, forma un capacitor a través da capa de óxido.

A medida que o VGS aumenta gradualmente, o capacitor cárgase, creando un campo eléctrico. Atraídos pola tensión positiva na porta, acumúlanse numerosos electróns no outro lado do capacitor, formando unha canle condutora de tipo N desde o drenaxe ata a fonte no MOSFET. Cando VGS supera a tensión de limiar VT (normalmente ao redor de 2 V), a canle N do MOSFET conduce, iniciando o fluxo de ID de corrente de drenaxe. A tensión de fonte-porta na que comeza a formarse a canle denomínase tensión de limiar VT. Ao controlar a magnitude de VGS e, en consecuencia, o campo eléctrico, pódese modular o tamaño da ID de corrente de drenaxe no MOSFET.

Paquete MOSFET WINSOK DFN5x6-8

Aplicacións MOSFET

O MOSFET é coñecido polas súas excelentes características de conmutación, o que leva á súa ampla aplicación en circuítos que requiren interruptores electrónicos, como fontes de alimentación en modo conmutador. Nas aplicacións de baixa tensión que utilizan unha fonte de alimentación de 5 V, o uso de estruturas tradicionais produce unha caída de tensión no emisor base dun transistor de unión bipolar (uns 0,7 V), deixando só 4,3 V para a tensión final aplicada á porta de o MOSFET. En tales escenarios, optar por un MOSFET cunha tensión de porta nominal de 4,5 V introduce certos riscos. Este desafío tamén se manifesta en aplicacións que inclúen fontes de alimentación de 3V ou outras de baixa tensión.