Die metaal-oksied-halfgeleier veld-effek transistor (MOSFET, MOS-FET, of MOS FET) is 'n tipe veld-effek transistor (FET), mees algemeen vervaardig deur die beheerde oksidasie van silikon. Dit het 'n geïsoleerde hek, waarvan die spanning die geleidingsvermoë van die toestel bepaal.
Die belangrikste kenmerk daarvan is dat daar 'n silikondioksied-isolerende laag tussen die metaalhek en die kanaal is, dus het dit 'n hoë insetweerstand (tot 1015Ω). Dit is ook verdeel in N-kanaal buis en P-kanaal buis. Gewoonlik word die substraat (substraat) en die bron S met mekaar verbind.
Volgens verskillende geleidingsmodusse word MOSFET's verdeel in verbeteringstipe en uitputtingstipe.
Die sogenaamde verbeteringstipe beteken: wanneer VGS=0, is die buis in 'n afsnytoestand. Nadat die korrekte VGS bygevoeg is, word die meeste draers na die hek aangetrek, wat dus die draers in hierdie area "verbeter" en 'n geleidende kanaal vorm. .
Die uitputtingsmodus beteken dat wanneer VGS=0, 'n kanaal gevorm word. Wanneer die korrekte VGS bygevoeg word, kan die meeste draers uit die kanaal vloei en sodoende die draers "uitput" en die buis afskakel.
Onderskei die rede: JFET se insetweerstand is meer as 100MΩ, en die transgeleiding is baie hoog, wanneer die hek gelei word, is die binneruimte-magnetiese veld baie maklik om die werkspanningdatasein op die hek op te spoor, sodat die pyplyn geneig is om opgewasse wees, of is geneig om aan-af te wees. As die liggaamsinduksiespanning onmiddellik by die hek gevoeg word, omdat die sleutel elektromagnetiese interferensie sterk is, sal bogenoemde situasie meer betekenisvol wees. As die meternaald skerp na links buig, beteken dit dat die pyplyn geneig is om te wees, die drein-bronweerstand RDS brei uit, en die hoeveelheid drein-bronstroom verminder IDS. Omgekeerd buig die meternaald skerp na regs, wat aandui dat die pyplyn geneig is om aan-af te wees, RDS daal en IDS gaan op. Die presiese rigting waarin die meternaald afgebuig word, moet egter afhang van die positiewe en negatiewe pole van die geïnduseerde spanning (positiewe rigting werkspanning of omgekeerde rigting werkspanning) en die werkende middelpunt van die pyplyn.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
Neem die N-kanaal as 'n voorbeeld, dit word gemaak op 'n P-tipe silikon substraat met twee hoogs gedoteerde bron diffusie streke N+ en drein diffusie streke N+, en dan word die bron elektrode S en die drein elektrode D onderskeidelik uitgelei. Die bron en substraat is intern verbind, en hulle handhaaf altyd dieselfde potensiaal. Wanneer die drein gekoppel is aan die positiewe terminaal van die kragtoevoer en die bron is gekoppel aan die negatiewe terminaal van die kragtoevoer en VGS=0, die kanaalstroom (dws dreinstroom) ID=0. Soos VGS geleidelik toeneem, aangetrek deur die positiewe hekspanning, word negatief gelaaide minderheidsdraers geïnduseer tussen die twee diffusiestreke, wat 'n N-tipe kanaal van drein na bron vorm. Wanneer VGS groter is as die aanskakelspanning VTN van die buis (gewoonlik ongeveer +2V), begin die N-kanaalbuis gelei, wat 'n dreinstroom-ID vorm.
VMOSFET (VMOSFET), sy volle naam is V-groef MOSFET. Dit is 'n nuut ontwikkelde hoë-doeltreffendheid, kragskakelaar na MOSFET. Dit erf nie net die hoë insetimpedansie van MOSFET (≥108W) nie, maar ook die klein dryfstroom (ongeveer 0.1μA). Dit het ook uitstekende eienskappe soos hoë weerstaanspanning (tot 1200V), groot bedryfsstroom (1,5A ~ 100A), hoë uitsetkrag (1 ~ 250W), goeie transgeleidingslineariteit en vinnige skakelspoed. Juis omdat dit die voordele van vakuumbuise en kragtransistors kombineer, word dit wyd gebruik in spanningsversterkers (spanningsversterking kan duisende kere bereik), kragversterkers, skakelkragbronne en omskakelaars.
Soos ons almal weet, is die hek, bron en drein van 'n tradisionele MOSFET min of meer op dieselfde horisontale vlak op die skyfie, en sy bedryfsstroom vloei basies in die horisontale rigting. Die VMOS-buis is anders. Dit het twee groot strukturele kenmerke: eerstens neem die metaalhek 'n V-vormige groefstruktuur aan; tweedens, dit het vertikale geleidingsvermoë. Aangesien die drein van die agterkant van die skyfie af getrek word, vloei die ID nie horisontaal langs die skyfie nie, maar begin vanaf die swaar gedoteerde N+-gebied (bron S) en vloei in die liggies gedoteerde N-dryfgebied deur die P-kanaal. Uiteindelik reik dit vertikaal afwaarts tot dreineer D. Omdat die vloei-deursnee-area toeneem, kan groot strome deurgaan. Aangesien daar 'n silikondioksied-isolerende laag tussen die hek en die skyfie is, is dit steeds 'n geïsoleerde hek MOSFET.
Voordele van gebruik:
MOSFET is 'n spanningbeheerde element, terwyl transistor 'n stroombeheerde element is.
MOSFET's moet gebruik word wanneer slegs 'n klein hoeveelheid stroom van die seinbron getrek mag word; transistors moet gebruik word wanneer die seinspanning laag is en meer stroom toegelaat word om uit die seinbron getrek te word. MOSFET gebruik meerderheidsdraers om elektrisiteit te gelei, dus word dit 'n unipolêre toestel genoem, terwyl transistors beide meerderheidsdraers en minderheidsdraers gebruik om elektrisiteit te gelei, dus word dit 'n bipolêre toestel genoem.
Die bron en drein van sommige MOSFET's kan uitruilbaar gebruik word, en die hekspanning kan positief of negatief wees, wat hulle meer buigsaam maak as triodes.
MOSFET kan werk onder baie klein stroom en baie lae spanning toestande, en sy vervaardigingsproses kan maklik baie MOSFET's op 'n silikonskyfie integreer. Daarom is MOSFET wyd gebruik in grootskaalse geïntegreerde stroombane.
Olueky SOT-23N MOSFET
Die onderskeie toepassingskenmerke van MOSFET en transistor
1. Die bron s, hek g en drein d van die MOSFET stem ooreen met die emitter e, basis b en kollektor c van die transistor onderskeidelik. Hul funksies is soortgelyk.
2. MOSFET is 'n spanningsbeheerde stroomtoestel, iD word deur vGS beheer, en sy versterkingskoëffisiënt gm is oor die algemeen klein, dus is die versterkingsvermoë van MOSFET swak; die transistor is 'n stroombeheerde stroomtoestel, en iC word deur iB (of iE) beheer.
3. Die MOSFET-hek trek amper geen stroom nie (ig»0); terwyl die basis van die transistor altyd 'n sekere stroom trek wanneer die transistor werk. Daarom is die hek-insetweerstand van die MOSFET hoër as die insetweerstand van die transistor.
4. MOSFET is saamgestel uit multidraers betrokke by geleiding; transistors het twee draers, multidraers en minderheidsdraers, betrokke by geleiding. Die konsentrasie van minderheidsdraers word grootliks beïnvloed deur faktore soos temperatuur en bestraling. Daarom het MOSFET's beter temperatuurstabiliteit en sterker stralingsweerstand as transistors. MOSFET's moet gebruik word waar omgewingstoestande (temperatuur, ens.) baie verskil.
5. Wanneer die bronmetaal en die substraat van MOSFET aan mekaar verbind word, kan die bron en drein uitruilbaar gebruik word, en die eienskappe verander min; terwyl wanneer die versamelaar en uitstraler van die triode uitruilbaar gebruik word, is die eienskappe baie anders. Die β-waarde sal baie verminder word.
6. Die geraaskoëffisiënt van MOSFET is baie klein. MOSFET moet soveel as moontlik gebruik word in die insetstadium van lae-geraas versterker stroombane en stroombane wat 'n hoë sein-tot-geraas verhouding vereis.
7. Beide MOSFET en transistor kan verskeie versterkerkringe en skakelkringe vorm, maar eersgenoemde het 'n eenvoudige vervaardigingsproses en het die voordele van lae kragverbruik, goeie termiese stabiliteit en wye bedryfskragtoevoerspanningsreeks. Daarom word dit wyd gebruik in grootskaalse en baie grootskaalse geïntegreerde stroombane.
8. Die transistor het 'n groot aan-weerstand, terwyl die MOSFET 'n klein aan-weerstand het, slegs 'n paar honderd mΩ. In huidige elektriese toestelle word MOSFET's oor die algemeen as skakelaars gebruik, en hul doeltreffendheid is relatief hoog.
WINSOK SOT-323 encapsulation MOSFET
MOSFET vs. Bipolêre Transistor
MOSFET is 'n spanning-beheerde toestel, en die hek neem basies geen stroom nie, terwyl 'n transistor 'n stroombeheerde toestel is, en die basis moet 'n sekere stroom neem. Daarom, wanneer die aangeslane stroom van die seinbron uiters klein is, moet MOSFET gebruik word.
MOSFET is 'n multi-draer geleier, terwyl beide draers van 'n transistor deelneem aan geleiding. Aangesien die konsentrasie van minderheidsdraers baie sensitief is vir eksterne toestande soos temperatuur en bestraling, is MOSFET meer geskik vir situasies waar die omgewing baie verander.
Benewens om as versterkertoestelle en beheerbare skakelaars soos transistors gebruik te word, kan MOSFET's ook as spanningsbeheerde veranderlike lineêre weerstande gebruik word.
Die bron en drein van MOSFET is simmetries in struktuur en kan uitruilbaar gebruik word. Die hek-bronspanning van uitputtingsmodus MOSFET kan positief of negatief wees. Daarom is die gebruik van MOSFET's meer buigsaam as transistors.
Postyd: 13 Oktober 2023
