Что такое mosfet: MOSFET-транзисторы

Введение в MOSFET: 11 важных пояснений –

By Сумали Бхаттачарья

Тема обсуждения: основы MOSFET

• Что такое MOSFET?
• Основы MOSFET
• Типы MOSFET
• Принцип работы MOSFET
• Применение MOSFET
• Различные эффекты канала в основах MOSFET

Что такое MOSFET?

Определение MOSFET:

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды Металл-оксид-полупроводник полевой эффект-трансистор (МОП-транзистор), представляет собой разновидность полевого транзистора с изолированным затвором, который состоит из управляемые полупроводники на основе оксидированного кремния ».

Различные типы MOS:

• · МОП-транзистор с каналом P
• · N-канальный полевой МОП-транзистор

Различные типы устройств MOSFET:

• · Режим улучшения MOSFET
• · MOSFET в режиме истощения

Символ MOSFETОсновы MOSFET: символ MOSFET

Принцип работы MOSFET:

Основы MOSFET

Полевой транзистор работает как проводящий полупроводниковый канал с двумя контактами – «ИСТОЧНИК» и «СЛИВ». Перемычка GATE может быть понята как двухконтактная схема, как МОП-структура, работающая в режиме выпрямительного обратного смещения. Обычно импеданс GATE выше в классических рабочих ситуациях.

Полевые транзисторы в соответствии с этими стандартами обычно представляют собой полевые транзисторы MOSFET, JFET, полевые транзисторы типа металл-полупроводник (MESFET) и полевые транзисторы с гетероструктурой. Из этих полевых транзисторов MOSFET является одним из важных и обычно используется для различных приложений.

В кремниевом МОП-транзисторе вывод GATE обычно изолирован специальным слоем SiO2. Носители заряда проводящего канала развивают противоположный заряд, в этом случае подложка p-типа для n-канала и «дырки» для подложки n-типа для p-канала. Это будет индуцироваться в полупроводнике на границе кремний-изолятор приложенным напряжением на клемме GATE. Электронный транзистор входит и выходит из канала на n + контактах истока и стока для n-канального полевого транзистора металл-оксид-полупроводник. Это будут p + контакты в полевом транзисторе металл-оксид-полупроводник p-типа.Основы MOSFET: Типичный чип MOSFET с радиатором
Изображение кредита: Уиллтрон, Транзистор y disipador, CC BY-SA 3.0

Слой MOSFETОсновы MOSFET: слои MOSFET в структуре металл – оксид – полупроводник на кремнии p-типа Кредит изображения:MOS_Capacitor.png: Пиво охаре производная работа: Фред Устрица (говорить), МОП-конденсатор, CC BY-SA 3.0

Реализация MOSFET:

Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник работают как в дискретной схеме, так и в качестве активного элемента. В настоящее время эти схемы уменьшены до субмикрометрового диапазона. В настоящее время для VLSI технологии, а в будущем будет существовать технология 0.1-микрометра с некоторым повышением скорости и диапазона интегрирования.

КМОП-технология сочетается с n-канальным и p-канальным полевым транзистором металл-оксид-полупроводник, чтобы потреблять очень мало энергии без ограничения производительности. Новая технология SOI обеспечивает трехмерную интеграцию с несколькими уровнями, что значительно увеличивает глупость интеграции. Новые и усовершенствованные структуры и сочетание технологии Bi-CMOS, возможно, приведут к дальнейшим улучшениям. Одна из новых областей CMOS – это разнообразие приложений от аудиоустройства с диапазоном кГц до современных беспроводных приложений, работающих в диапазоне ГГц.

Основы MOSFET: регионы MOSFET, кредит изображения – Сирил БАТТЕЙ, Боковой MOSFET, CC BY-SA 3.0

Эффект короткого канала в MOSFET:

Обычно размеры полевого транзистора оцениваются по соотношению сторон устройства. Это отношение длины затвора к активному вертикальному измерению полевого транзистора. Перпендикулярный размер для ширины оксида измеряется как параметр d_iглубина перехода истока и стока рассматривается как параметр r_j. Глубина истощения переходов истока и стока определяется параметром W_s и W_d соответственно. Низкое соотношение сторон соответствует характеристикам короткого канала.

                 L <L_мин(µм) = 0.4 [г_j(µм) г_i(Å) (Вт_d + W_s)²(µm²)]^1/3

Когда L меньше чем L_мин,.

Пороговое напряжение полевого транзистора металл-оксид-полупроводник определяется как V_T . Это напряжение будет затронуто разными способами в результате управления затвором. Как правило, истощающие заряды у истока и стока находятся под общим контролем. Заряд будет развивать умеренно большую часть носителя заряда GATE. Истощающий заряд возле стока раздувается с увеличением напряжения смещения сток-исток, вызывая дополнительный V_DS-зависимый сдвиг порогового напряжения _.

V_T представляет собой своего рода барьер в сочетании с носителем, инжектируемым из источника в направлении канала. Этот барьер значительно регулируется за счет использования напряжения смещения стока. В n-канале Полевые транзисторы, на стоке происходит падение порогового напряжения и одновременный рост порогового тока с ростом VDS.

Эффект сильного поля MOSFET:

В случае смещения сток-исток полевого транзистора возрастают до напряжения насыщения стока, которое обозначается как ‘V_Сб‘везде, где рядом со стоком создается более высокое электрическое поле. Скорость e- в этой области будет насыщаться. В области насыщения длина, рассматриваемая как ∆L сильного поля, увеличивается по мере роста источника с ростом V_DS, и действует так, как если бы длина действующего канала была уменьшена на параметр ∆L. Это явление называется модуляцией длины канала или просто CLM в основах MOSFET. Последующие упрощенные звенья проявления V_DSк длине насыщенной области:

                                             V_DS V =_P + V_α [exp (Δл / л) -1]]

где бы V_p, V_α l – параметры, связанные со скоростью электронного насыщения. Вот, V_p – потенциал в точке насыщения в канале, который обычно оценивается параметром V_Сб. Такое согласие получено среди потенциальной сводки, полученной из имитационной модели 2D N-канального MOSFET.

Эффекты горячего носителя:

Эффект горячей несущей является одной из наиболее важных проблем при уменьшении размера полевого транзистора до субмикронного размера. Он уменьшает длину канала при сохранении высокого уровня мощности. Они увеличиваются до напряженности электрического поля и причин ускорения и нагрева носителей заряда. Комплексную модель тока подложки очень сложно моделировать на уровне схемы.

Температурная зависимость и самонагрев:

Базовая схема MOSFET работает в разных средах, в том числе в разных диапазонах температур. Тепло, создаваемое в результате рассеивания мощности в схеме, также является значительным, и при проектировании схемы также необходимо учитывать повышение температуры. Конструкция становится все более сложной, поскольку размер устройства становится очень маленьким, а рассеиваемая мощность увеличивается в зависимости от режима работы. Тепловые характеристики тщательно изучаются на различных моделях.

Для получения дополнительной информации об основах MOSFET и других статей, связанных с электроникой  нажмите здесь.

Что такое MOSFET с P-каналом?

Железо

20.09.2012 kompik Оставить комментарий

MOSFET с P-каналом обозначает класс транзистора, электронного устройства, которое функционирует в качестве ключа (переключателя) или усилителя электрического тока (сигнала). Само название MOSFET определяет, какая технология и какие материалы используются при производстве транзистора, а также принцип его действия. Этот класс транзисторов обладает высокой чувствительностью к уровню напряжения электрического сигнала и является более энергоэффективным, чем его «сородичи» – биполярные транзисторы. Из транзисторов класса MOSFET получаются отличные электрические ключи, что открыло им дорогу в цифровые технологии, включая компьютеры, мобильные устройства и прочие электронные товары массового потребления.

Описание

MOSFET является радиокомпонентом, который состоит из трех элементов – затвор, сток и исток. Физически полевые транзисторы выглядят также, как и другие классы транзисторов, имея стандартный корпус типа TO-3 или TO-92. Размер их бывает разный, но в основном колеблется в диапазоне от 3 до 12 мм. Сам корпус транзистора несет функцию защиты от грязи, влаги и механических повреждений полупроводниковых контактов, а также служит для отвода тепла от кристалла кремния. В состав компьютерных микросхем интегрированы миллионы микроскопических транзисторов MOSFET, которые объединены на одной кремниевой подложке.

Технология MOSFET

Название MOSFET является сокращением от словосочетания «metal oxide semiconductor field-effect transistor» или по-русски «металл-оксид полупроводниковый полевой транзистор» (МОПТ). Но в большинстве современных транзисторов класса MOSFET используется кремний, тогда как ранние примеры содержали металл-оксидные компоненты. В полевых транзисторах рабочий ток между стоком и истоком создается за счет перемещения носителей заряда одного знака (электронов или дыр), что предопределяет второе название полевых транзисторов – униполярный. Это их сильно отличает от биполярных транзисторов, в которых ток протекает через сэндвич из трех слоев кремния с двумя полупроводниковыми переходами. Несмотря на то, что оба типа транзисторов (биполярный и униполярный) могут работать как электронный ключ, полевой эффект (создаваемый носителями одного заряда) в униполярных MOSFET-транзисторах позволяет оперировать слабыми токами намного быстрее.

Отличия P-канал от N-канала

Транзисторы MOSFET делятся на два основных типа: с P-каналом и N-каналом. Они различаются полярностью подводимого к их контактам напряжения, также как различаются биполярные транзисторы с PNP и NPN полупроводниковыми переходами.

В устройстве с N-каналом за распространение тока отвечают электроны, которые перемещаются от истока в сторону стока, в то время как в устройствах с P-каналом от истока к стоку перемещаются положительно заряженные частицы или так называемые дыры.

Область применения

Высокая скорость переключения и низкое энергопотребление делает MOSFET идеальным компонентом для создания логических цепей, элементов памяти и других элементов компьютера. Большие успехи высокотехнологичных устройств, начиная с 70-х годов прошлого века, связаны именно с миниатюризацией транзисторов MOSFET, что позволило создавать более сложные и производительные компьютеры.

MOSFETP-каналкремнийтранзисторчип

Работа, типы, работа, преимущества и применение

Транзисторы являются основными строительными блоками в электронике и логических схемах, где они используются для переключения и усиления. MOSFET — это тип FET (полевой транзистор), затвор которого электрически изолирован с помощью изолирующего слоя. Поэтому он также известен как IGFET (полевой транзистор с изолированным затвором).

Содержание

Что такое МОП-транзистор?

МОП-транзистор или Металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор представляет собой тип полевого транзистора, имеющего четыре клеммы , а именно

сток , затвор , исток и корпус 0/0/0. Клемма корпуса закорочена, а клемма истока оставляет в общей сложности три рабочих клеммы, как и любой другой транзистор.

МОП-транзистор проводит ток между истоком и стоком по пути, называемому каналом. Ширина этого канала регулируется напряжением на клемме затвора.

MOSFET — это устройство, управляемое напряжением, выход которого зависит от напряжения на затворе. Затвор из оксида металла электрически изолирован от канала с помощью тонкого слоя диоксида кремния. Он значительно увеличивает свое входное сопротивление в диапазоне мегаом «10 ⁶ = МОм». Следовательно, MOSFET не имеет входного тока.

• Похожие сообщения: Что такое диод? Конструкция и работа диода PN-перехода

Символ

МОП-транзистор в основном бывает двух типов

• МОП-транзистор истощения или D-МОП-транзистор
• Расширение MOSFET или E-MOSFET

Оба этих типа можно разделить на N-канальные и P-канальные.

D-MOSFET также известен как «нормально включенный» MOSFET, потому что он имеет встроенный канал во время производства. Приложение напряжения затвора уменьшает ширину канала, отключая МОП-транзистор. В то время как E-MOSFET также известен как «нормально выключенный» MOSFET, потому что в нем нет канала во время изготовления, но он индуцируется приложением напряжения.

Поэтому символ D-MOSFET имеет непрерывную линию, обозначающую канал между стоком и истоком, который позволяет протекать току при нулевом напряжении затвор-исток. В то время как прерывистая линия в E-MOSFET представляет собой прерывистый путь или отсутствие канала для протекания тока при нулевом напряжении затвор-исток. Стрелка, указывающая внутрь, показывает N-канальный, а стрелка, указывающая наружу, показывает P-канальный МОП-транзистор.

MOSFET Области применения

Транзисторы действуют как изолятор или проводник на основе очень слабого сигнала. МОП-транзистор, как и любой другой транзистор, также работает в трех областях.

Область отсечки: В этой области МОП-транзистор остается выключенным и ток стока отсутствует I _D . Когда MOSFET используется в качестве переключателя, он использует эту область как выключенное или разомкнутое состояние переключателя.

Область насыщения: В области насыщения МОП-транзистор обеспечивает постоянный ток между истоком и стоком. Он действует как состояние ON или замкнутое состояние переключателя. МОП-транзистор полностью открыт, пропуская через него максимальный ток стока I _D .

Линейная или омическая область: В этой области МОП-транзистор обеспечивает постоянное сопротивление, которое регулируется уровнем напряжения V _GS . Ток стока I _D увеличивается с уровнем напряжения V _GS . Поэтому этот участок используется для усиления.

Типы MOSFET

MOSFET подразделяются на два основных типа:

• MOSFET типа истощения или D-MOSFET – (каналы D и N)
• Тип расширения MOSFET или E-MOSFET — (каналы D и N)

Похожие сообщения:

• Разница между D-MOSFET и E-MOSFET
• Разница между JFET и MOSFET

МОП-транзистор с обеднением

МОП-транзистор с истощением или D-MOSFET — это тип МОП-транзистора, в котором канал создается в процессе изготовления. Другими словами, он имеет канал даже тогда, когда на него не подается напряжение. Следовательно, он может проводить ток между истоком и стоком, когда напряжение затвор-исток V _GS = 0 вольт. По этой причине он также известен как «нормально включенный» MOSFET.

Подключение клеммы затвор-исток в обратном смещении приведет к истощению канала носителя заряда, поэтому полевой МОП-транзистор называется истощением. Он уменьшает ширину канала до тех пор, пока он полностью не исчезнет. В этот момент D-MOSFET прекращает проводимость, и это напряжение V _GS известно как пороговое напряжение V _TH .

Если затвор и исток соединены в режиме прямого смещения и V _GS , в канал будет индуцироваться больше основных несущих, и его ширина увеличится. Это приведет к увеличению тока между стоком и истоком. Вот почему D-MOSFET может работать как в режиме истощения, так и в режиме улучшения.

D-MOSFET может быть N-канальным D-MOSFET или P-канальным D-MOSFET в зависимости от используемого канала. Тип канала также влияет на его смещение, а также на скорость и пропускную способность по току.

• Сообщение по теме: Тиристорный и кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) 

N-канальный D-MOSFET

В N-канальном D-MOSFET электроды истока и стока размещены на небольших слоях N-типа. В то время как электрод затвора помещается поверх изолирующего слоя оксида металла, который электрически изолирует его от канала под ним. Канал для материала N-типа изготовлен поверх подложки P-типа.

Канал, поскольку он сделан из материала N-типа, состоит из электронов в качестве носителей заряда. Напряжение на затворе создает электрическое поле, влияющее на поток этих носителей заряда.

Когда затвор подключен в обратном смещении, т.е. приложено отрицательное напряжение V _GS < 0 вольт, дырки от P-подложки будут притягиваться к затвору, истощая его электронами и уменьшая размер канала. При определенном отрицательном V _GS полевой МОП-транзистор прекратит проводимость, так как канала не будет.

Это V _GS является пороговым напряжением V _th . N-канальный MOSFET имеет –V _th ,

При увеличении V _GS улучшит (увеличит) свою проводимость, т.е. ток стока I _D будет увеличиваться с напряжением сток-исток V _DS . Однако это работает в омической области. Когда V _DS достигает напряжения отсечки V _p , I _DS насыщается, I _DSS и ток перестает увеличиваться. Этот режим используется для переключения приложений.

• Связанный пост: Биполярный переходной транзистор (BJT) | Конструкция, работа, типы и применение

Рабочие области N-канального D-MOSFET

Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V _GS ≤ -V _th . Ток стока I _D = 0 отсутствует независимо от значения V _DS . МОП-транзистор выключен.

Область насыщения: В этой области V _GS > -V _th и V _DS > V _p . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I _DSS  , который зависит от V _GS.

Линейная или омическая область: В этой области V _GS > -V _th и V _DS < V _p . МОП-транзистор действует как усилитель. В этой области ток I _D увеличивается с V _DS , в то время как его усиление зависит от V _GS , как показано на характеристиках VI.

P-канальный D-MOSFET

P-канальный D-MOSFET имеет ту же конструкцию, что и N-канальный, за исключением стока, электроды истока лежат на слоях P-типа. а канал выполнен из P-слоя на подложке N-типа. В качестве носителей заряда используются дырки. Дырки имеют один недостаток по сравнению с электронами. Они намного тяжелее электронов и поэтому могут привести к некоторой потере скорости при работе.

В нормальных условиях он может проводить ток между истоком и стоком, пока между ними есть напряжение. напряжение затвора может влиять на ширину канала, увеличивая или уменьшая ее.

Когда положительный V _GS подается на его затвор, электрическое поле вызывает притяжение электронов из подложки N-типа, которая соединяется с дырками, тем самым истощая канал носителей заряда. Это уменьшает ширину канала и величину тока. в определенный момент V _GS полностью устраняет канал и останавливает ток.

Таким образом, P-канальный D-MOSFET имеет положительное пороговое напряжение, т. е. выключается при положительном напряжении V _GS и включается при отсутствии V _GS. Применение отрицательного напряжения создаст больше дыр в канале, что приведет к увеличению или усилению его проводимости по току.

Похожие сообщения:

• Транзистор PNP – конструкция, работа и применение
• Транзистор NPN – конструкция, работа и применение

Рабочие области P-канального D-MOSFET

Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V _GS = +V _th . Ток стока I _D = 0 отсутствует независимо от значения V _DS . МОП-транзистор выключен.

Область насыщения: В этой области V _GS < +V _th и V _DS > V _p . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I _DSS , который зависит от уровня V _GS.

Линейная или омическая область: В этой области V _GS < +V _th и V _DS < V _p . МОП-транзистор действует как усилитель. В этой области ток I _D увеличивается с V _DS , а его усиление зависит от V _GS , как показано в характеристиках VI.

Enhancement MOSFET

Enhancement MOSFET или E-MOSFET — это тип MOSFET, который не имеет канала при его изготовлении. Вместо этого канал индуцируется в подложке за счет приложения напряжения через электрод затвора. Напряжение повышает его проводимость, отсюда и название.

E-MOSFET не проводит ток и остается выключенным, когда на его затворе нет напряжения. Вот почему он также известен как «нормально выключенный» MOSFET. При приложении прямого напряжения между затвором и истоком носители заряда индуцируются в подложке, которая создает канал для проводимости тока между истоком и стоком.

Приложение напряжения выше порогового напряжения увеличивает ширину канала и увеличивает ток, поэтому он называется улучшенным MOSFET.

E-MOSFET также делится на N-Channel и P-Channel E-MOSFET.

N-Channel E-MOSFET

N-Channel E-MOSFET имеет ту же структуру, что и D-MOSFET, за исключением отсутствия канала при производстве. Канал индуцируется приложением напряжения к его затвору.

N-канальный E-MOSFET не будет проводить ток между клеммами истока и стока, когда V _GS = 0 вольт. Потому что нет канала для протекания тока. Приложение положительного напряжения +V _GS к затвору создает электрическое поле под слоем затвора. Это приводит к притягиванию электронов от P-подложки и отталкиванию дырок от изолирующего слоя. Индуктивный канал, пропускающий ток между истоком и стоком.

В _GS , при котором индуцируется канал, называется V _th пороговым напряжением, и увеличение напряжения выше V _th приводит к увеличению ширины канала.

• Похожие сообщения: Что такое инвертор? Типы инверторов и их применение

Рабочие области N-канального E-MOSFET

Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V _GS ≤ 0 В. Ток стока отсутствует I _D = 0 независимо от значения V _DS . Он работает как переключатель.

Область насыщения: В этой области V _GS > 0v и V _DS > V _GS . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I _DSS , который зависит от уровня V _GS.

Линейная или омическая область: В этой области V _GS > 0 и V _DS < V _GS . МОП-транзистор действует как усилитель. В этом районе ток I _D увеличивается с V _DS , в то время как его усиление зависит от V _GS , как показано в характеристиках VI.

P-канальный E-MOSFET

P-канальный E-MOSFET имеет ту же структуру, что и P-канальный D-MOSFET, за исключением отсутствия канала. Канала при его строительстве нет. Наводится нанесением V _GS .

Когда –V _GS наносится на затвор, под изолирующим слоем собираются положительные заряды (дырки), а электроны отталкиваются назад. Отверстия собираются вместе, образуя канал между истоком и стоком. Теперь, если приложить напряжение между истоком и стоком, он начнет проводить ток.

То же, что и N-канал, он не проводит, когда V _GS = 0 В. При снижении напряжения ниже V _th ширина канала увеличивается, позволяя большему току проходить через него.

Похожие сообщения:

• Семисегментный дисплей: типы 7-сегментных дисплеев, работа и приложения
• Что такое фильтр и типы фильтров с приложениями

Рабочие области N-канального E-MOSFET

Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V _GS ≥ 0 В. Ток стока I _D = 0 отсутствует независимо от значения V _DS . Он работает как переключатель.

Область насыщения: В этой области V _GS < 0v и V _DS > V _GS . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I _DSS , который зависит от уровня V _ГС.

Линейная или омическая область: В этой области V _GS < 0 и V _DS < V _GS . МОП-транзистор действует как усилитель. В этой области ток I _D увеличивается с V _DS , в то время как его усиление зависит от V _GS , как показано на характеристиках VI.

Работа МОП-транзистора

МОП-транзистор может работать как переключатель или усилитель. Работа MOSFET зависит от его типа и смещения. Они могут работать в режиме истощения или в режиме улучшения.

МОП-транзисторы имеют изолирующий слой между каналом и электродом затвора. Этот изолирующий слой увеличивает его входное сопротивление. Следовательно, он не допускает никакого тока затвора. Вместо этого он работает от напряжения, подаваемого на клемму затвора.

Изолирующий слой образует плоский конденсатор, который имеет свои преимущества и недостатки. Он создает очень высокое входное сопротивление и, следовательно, имеет очень низкое энергопотребление. Но электростатический заряд может навсегда повредить этот тонкий изолирующий слой.

В режиме истощения МОП-транзистор имеет встроенный канал между выводами истока и стока. Приложение напряжения V _DS между истоком и стоком вызывает протекание тока стока I _D . Для уменьшения или прекращения проводимости тока I _D на затвор подается напряжение обратного смещения V _GS . он обедняет канал носителей заряда, уменьшая его ширину.

В расширенном режиме на затвор подается прямое напряжение смещения V _GS , которое притягивает неосновные носители заряда от подложки. Они накапливаются под электродом затвора, увеличивая или увеличивая ширину канала. Эта ширина зависит от величины напряжения затвора. Чем выше напряжение, тем больше накапливается заряд и шире канал. Следовательно, ток стока I _D тоже увеличивается.

• Связанный пост: Полномостовой инвертор — схема, работа, формы сигналов и использование

В следующей таблице показано состояние всех четырех типов полевых МОП-транзисторов при различных уровнях напряжения затвор-исток В VGS = +ve ВГС = 0 VGS = -ve

N-канал

Д-МОП-транзистор

НА НА ВЫКЛ P-канал

Д-МОП-транзистор

ВЫКЛ НА НА N-канал

Электронный МОП-транзистор

НА ВЫКЛ ВЫКЛ P-канал

Электронный МОП-транзистор

ВЫКЛ ВЫКЛ НА

В следующей таблице показаны рабочие области всех четырех МОП-транзисторов.

Тип МОП-транзистора	Зона отсечки (ВЫКЛ.)	Линейная/Омическая область (усилитель)	Область насыщения (включено)
N-канал Д-МОП-транзистор	В GS ≤ -V th V DS = ….	V GS  > -V th V DS < V P	V GS  > -V th V DS ≥ V P
P-канал Д-МОП-транзистор	В GS ≥ +В й В ДС = ….	V GS  < -V й В ДС < В Р	V GS  < -V th V DS ≥ V P
N-канал Электронный МОП-транзистор	V GS  ≤ +V th V DS  = ….	V GS  > +V й В ДС < В ГС	В ГС  > +В й В ДС ≥ В ГС
P-канал Электронный МОП-транзистор	V GS ≥ -V th V DS = ….	V GS  < -V th V DS < V GS	V GS  < -V th В ДС ≥ В ГС

В _ГС Вторник к напряжению источника V _DS Дренаж для источника напряжения

V _TH Пороговое напряжение V _P Стоки отключенного напряжения

MOSFETS CANFETS CAN-CANE В ОБОВЕ-МЕБЕРЕ-ОБОБЕР-СЕМЕНТА СЕБЕР-МЕБЕР-МЕБЕР-МЕСТЕР-МЕБЕР-МЕБЕР-СЕМЕНТ-Университет. режиме, в то время как Enhancement MOSFET может работать только в режиме Enhancement.

В полевых транзисторах, поскольку сток и исток изготовлены из одного и того же материала, они взаимозаменяемы. Сток — это клемма, напряжение которой больше положительного, чем у истока.

Похожие сообщения:

• Транзистор, MOSFET и IGFET Символы
• Разница между BJT и FET транзисторами

Характеристики или кривая V-I полевых МОП-транзисторов

Передаточные характеристики: Кривая передаточных характеристик показывает зависимость между входным напряжением затвора V _GS  и выходным током стока I _D .

Характеристики дренажа : Кривая характеристик стока показывает соотношение между напряжением сток-исток V _DS и током стока I _D .

N-канальный D-MOSFET

Передаточная кривая N-канального D-MOSFET показывает, что MOSFET проводит ток стока I _D , когда пороговое напряжение V _GS превышает напряжение V _{4 Th 90. Пороговое напряжение ниже 0 В, что означает, что он может проводить при 0 В GS.}

Характеристика стока показывает три рабочих области MOSFET; область отсечки, омического сопротивления и области насыщения, включая оба режима работы, т. е. режим истощения и режим обогащения. Омическая область и область насыщения разделены граничной линией, называемой местом отсечки . Напряжение отсечки – это минимальное напряжение, при котором происходит насыщение.

В омической области ток стока I _D увеличивается с V _DS . В области насыщения I _D становится постоянным, называемым током насыщения, и изменяется только в зависимости от уровня V _GS . В области отсечки I _D остается нулевым, но V _GS должен быть снижен ниже –V _Th , как показано на кривой переноса.

При V _GS = 0 В или ниже полевой МОП-транзистор работает в режиме истощения, при котором ширина канала и проводимость уменьшаются при падении напряжения. При напряжении выше 0 В он начинает усиливать и увеличивать проводимость.

P-канальный D-MOSFET

Отрицательная кривая передаточной характеристики показывает, что P-канальный D-MOSFET включается, когда V _GS ниже предела +V _th . Кривая характеристики стока показывает соотношение между V _DS и I _D для различных значений V _GS. Когда напряжение затвор-исток V _{GS уменьшается} , ток I _D начинает увеличиваться.

 

Нет большой разницы между N-канальным и p-канальным MOSFET, за исключением того, что напряжения меняются местами.

• Сообщение по теме: Что такое твердотельное реле (ТТР)? Типы реле SSR

N-канальный E-MOSFET

E-MOSFET не проводит ток при 0 В _GS из-за отсутствия канала, как показано на графике. Однако, как только V _GS превышает пороговое напряжение V _th , он начинает проводить ток. Он работает так же, как D-MOSFET, работающий в расширенном режиме.

Ат В _ГС < В _Th , MOSFET работает в области отсечки , где ток стока отсутствует I _D . По мере того, как V _GS увеличивается по сравнению с V _Th , I _D начинается с и увеличивается с V _DS в омической области. Когда V _DS пересекает напряжение отсечки V _P , определяемое местом отсечки, I _D насыщается и становится постоянным.    

P-канальный E-MOSFET

P-канальный E-MOSFET имеет ту же кривую характеристик, что и N-канальный E-MOSFET, за исключением того, что напряжения инвертированы.

• Похожие сообщения:
• Типы счетчиков
• Типы датчиков

Преимущества и недостатки MOSFET

Преимущества

• Основное преимущество MOSFET отсутствие затвора ток т. е.
• Имеет очень высокое входное сопротивление из-за изоляционного слоя.
• Он потребляет незначительное количество энергии при работе из-за очень низкого тока утечки.
• Имеет очень высокую скорость переключения .
• Используется для очень высокочастотных применений .
• Имеет очень низкое выходное сопротивление .
• Имеет очень маленький размер .
• Они могут работать как в режиме истощения, так и в режиме улучшения.
• Обеспечивает большую эффективность при работе при низком напряжении.
• Однополярный имеющий бесшумную работу.
• Это устройство , управляемое напряжением , с очень низкими потерями мощности.

Недостатки

• Из-за изолирующего слоя между затвором и каналом имеется емкость, которая может быть повреждена из-за накопления электростатического заряда.
• Он не может работать с высоким напряжением .
• MOSFET дороже, чем BJT

Похожие сообщения:

• Типы цифровых триггеров
• Типы компьютерной памяти и их применение

Применение МОП-транзисторов

МОП-транзисторы в основном используются для переключения и усиления в электронных схемах. Ниже приведены некоторые области применения полевых МОП-транзисторов.

• Используется для быстрого переключения и усиления очень слабых сигналов, например, в высокочастотных усилителях.
Силовые МОП-транзисторы
• используются для регулирования мощности в двигателях постоянного тока.
МОП-транзистор
• лучше всего подходит для цепей прерывателя из-за его высокой скорости переключения.
• Благодаря своей высокой эффективности и низкому энергопотреблению они используются для их превосходной скорости переключения в цифровых ИС (интегральные схемы), таких как микроконтроллеры и микропроцессоры.
• Они используются в SMPS ( Импульсный блок питания )
• Они используются в логической схеме CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), где слои P-MOS и N-MOS объединены вместе для уменьшения занимаемого места и энергопотребления.
• Используются в Н-мостовой схеме .
• Они также используются в понижающих преобразователях и повышающих преобразователях .

Похожие сообщения:

• Что такое резистор и типы резисторов?
• Что такое конденсатор и типы конденсаторов?
• Что такое индуктор и типы индукторов?
• Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — типы, работа и применение
• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — блок-схема, факторы и применение
• Что такое микропроцессор и типы микропроцессоров?
• Что такое микроконтроллер и типы микроконтроллеров?

URL-адрес скопирован

Что такое MOSFET? Основное определение — Tom’s Hardware

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Материнская плата с МОП-транзисторами, обведенными желтым. ((Изображение предоставлено Shutterstock))

MOSFET расшифровывается как полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника. В мире ПК вы найдете эти электрические компоненты на настольном компьютере или ноутбуке , материнской плате , а также в настольном блоке питания (PSU) .

МОП-транзисторы материнской платы

На ПК полевые МОП-транзисторы помогают составить VRM (открывается в новой вкладке) (модуль регулятора напряжения), который контролирует, какое напряжение получают другие компоненты материнской платы, такие как ЦП (открывается в новой вкладке) или графическая карта (открывается в новой вкладке).

Компоненты ПК, такие как процессоры и графические карты, имеют строгие рабочие напряжения, поэтому VRM материнской платы помогает гарантировать, что это не будет превышено. МОП-транзисторы важны для функциональности VRM и влияют на количество тепла, выделяемого VRM при выполнении своей работы. МОП-транзисторы могут сильно поджариться, если вы используете мощную видеокарту (открывается в новой вкладке) и материнскую плату радиатор (открывается в новой вкладке) помогает охлаждать МОП-транзисторы и, таким образом, VRM. В дополнение к обеспечению безопасности всей системы, охлаждение полевых МОП-транзисторов также важно для любого типа разгона (откроется в новой вкладке).

Как они работают?

МОП-транзисторы похожи на переключатели, которые включаются и выключаются на основе сигнала от интегральной схемы (ИС), называемой микросхемой/контроллером ШИМ. МОП-транзисторы быстро включаются и выключаются, позволяя протекать большому току короткими импульсами. Это, наряду с другими частями VRM, управляет напряжением, подаваемым на другие компоненты ПК на материнской плате.

Чтобы сохранить охлаждение МОП-транзисторов материнской платы во время экстремального разгона, энтузиасты ПК часто используют водоблоки. Поставщик EK также производит моноблоки, которые представляют собой водоблоки с общим процессором и полевым МОП-транзистором.

МОП-транзисторы и источники питания

МОП-транзисторы выполняют аналогичную функцию в источниках питания ПК. Они используются в преобразователях и схемах регуляторов для целей переключения в импульсных источниках питания (ИИП).

В SMPS энергия извлекается из розетки переменного тока, а затем разбивается на небольшие пакеты с полевыми МОП-транзисторами, действующими как переключатели. Затем эти пакеты передаются через конденсаторы (открывается в новой вкладке), катушки индуктивности и другие электрические компоненты, способные накапливать энергию. В конечном итоге пакеты объединяются в один для единого и устойчивого вывода.

Эта статья является частью Глоссария оборудования Tom’s (открывается в новой вкладке) . 100044

Лучшие блоки питания (открывается в новой вкладке)

Получите мгновенный доступ к последним новостям, подробным обзорам и полезным советам.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить новости и предложения от других брендов FutureПолучайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров

Шарон Хардинг особенно любит игровую периферию (особенно мониторы), ноутбуки и виртуальную реальность.