Waarom word MOSFET's spanning beheer?

MOSFET's (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) word spanningbeheerde toestelle genoem hoofsaaklik omdat hul werkingsbeginsel hoofsaaklik staatmaak op die beheer van die hekspanning (Vgs) oor die dreinstroom (Id), eerder as om op die stroom staat te maak om dit te beheer, soos is die geval met bipolêre transistors (soos BJT'e). Die volgende is 'n gedetailleerde verduideliking van die MOSFET as 'n spanningbeheerde toestel:

Werksbeginsel

Hekspanningsbeheer:Die hart van 'n MOSFET lê in die struktuur tussen sy hek, bron en drein, en 'n isolerende laag (gewoonlik silikondioksied) onder die hek. Wanneer 'n spanning op die hek toegepas word, word 'n elektriese veld onder die isolerende laag geskep, en hierdie veld verander die geleidingsvermoë van die area tussen die bron en drein.

Geleidende kanaalvorming:Vir N-kanaal MOSFET's, wanneer die hekspanning Vgs hoog genoeg is (bo 'n spesifieke waarde genoem die drempelspanning Vt), word elektrone in die P-tipe substraat onder die hek aangetrek na die onderkant van die isolerende laag, wat 'n N- tipe geleidende kanaal wat geleiding tussen die bron en drein toelaat. Omgekeerd, as Vgs laer as Vt is, word die geleidingskanaal nie gevorm nie en is die MOSFET by afsnypunt.

Dreineer stroom beheer:die grootte van die dreineerstroom Id word hoofsaaklik beheer deur die hekspanning Vgs. Hoe hoër die Vgs, hoe wyer word die geleidingskanaal gevorm, en hoe groter is die afvoerstroom Id. Hierdie verhouding laat die MOSFET toe om as 'n spanningbeheerde stroomtoestel op te tree.

Piëzo-karakterisering voordele

Hoë insetimpedansie:Die insetimpedansie van die MOSFET is baie hoog as gevolg van die isolasie van die hek en die bron-dreinstreek deur 'n isolerende laag, en die hekstroom is amper nul, wat dit nuttig maak in stroombane waar hoë insetimpedansie vereis word.

Lae geraas:MOSFET's genereer relatief lae geraas tydens werking, grootliks as gevolg van hul hoë insetimpedansie en unipolêre draergeleidingsmeganisme.

Vinnige skakelspoed:Aangesien MOSFET's spanningbeheerde toestelle is, is hul skakelspoed gewoonlik vinniger as dié van bipolêre transistors, wat deur die proses van ladingberging en vrystelling moet gaan tydens skakeling.

Lae kragverbruik:In die aan-toestand is die afvoerbronweerstand (RDS(aan)) van die MOSFET relatief laag, wat help om kragverbruik te verminder. Ook in die afsnytoestand is die statiese kragverbruik baie laag omdat die hekstroom amper nul is.

Samevattend word MOSFET's spanningsbeheerde toestelle genoem omdat hul werkingsbeginsel baie staatmaak op die beheer van die dreinstroom deur die hekspanning. Hierdie spanning-beheerde eienskap maak MOSFET's belowend vir 'n wye reeks toepassings in elektroniese stroombane, veral waar hoë insetimpedansie, lae geraas, vinnige skakelspoed en lae kragverbruik vereis word.