MOSFET - co to je? Aplikace a ověření tranzistorů

V článku se dozvíte o tranzistorech MOSFET, co to je, jaké jsou programy inkluze. Jakýkoli typ tranzistor řízený polem, jehož vstup je elektricky izolována od hlavního proudu nosného kanálu. A to je důvod, proč se nazývá tranzistor řízený polem s izolovaným hradlem. Nejběžnějším typem takového tranzistor řízený polem, které je používané v mnoha typů elektronických obvodů, nazývá unipolární tranzistor kov-oxid-polovodič na bázi nebo přechod tranzistor MOS (zkráceně zkratka tohoto prvku).

Co jsou tranzistory MOSFET?

MOSFET je napětím řízený FET, který se liší od oblasti v tom, že má „oxid kovu“ hradlovou elektrodu, která je elektricky izolována od hlavního polovodičové n-kanál nebo p-kanál s velmi tenkou vrstvou izolačního materiálu. Je pravidlem, že je oxid křemičitý (a je-li jednodušší, sklo).

Tato velmi tenká izolovaná kovová elektroda se může považovat za jednu kondenzátorovou desku. Izolace řídícího vstupu činí odpor MOSFETu extrémně vysoký, téměř nekonečný.

Stejně jako pole, MOSFETs mají velmi vysoký vstupní odpor. Může se snadno nahromadit velké množství statického náboje, což vede k poškození, pokud obvod není pečlivě chráněn.

Rozdíly MOSFET od tranzistorů s efektem pole

Hlavní rozdíl od pole je, že MOSFET jsou vyráběny ve dvou hlavních formách:

1. Vyčerpání - tranzistor vyžaduje napájení brány-zdroj pro přepnutí zařízení do polohy "vypnuto". Režim vyčerpání MOSFET je ekvivalentní režimu "normálně uzavřeného".
2. Saturace - tranzistor vyžaduje napájecí zdroj pro zapnutí zařízení. Režim zesilovače MOSFET je ekvivalentní spínači se "normálně uzavřenými" kontakty.

Grafické označení tranzistorů na obvodech

Linka mezi odtokovým a zdrojovým připojením je polovodičový kanál. Pokud je obvod, na kterém jsou zobrazeny tranzistory MOSFET, reprezentován pevnou pevnou čarou, pak prvek pracuje v režimu vyčerpání. Vzhledem k tomu, že proud z odtoku může proudit potenciálem nulové brány. Pokud je řádek kanálu zobrazen tečkovaným nebo zlomeným, pak tranzistor pracuje v režimu saturace, protože protéká proud s potenciálem nulové brány. Směr šipky označuje vodivý kanál, p-typ nebo polovodičové zařízení p-type. A domácí tranzistory jsou označeny stejným způsobem jako cizí analogy.

Základní struktura tranzistoru MOSFET

Návrh MOSFET (který je podrobně popsán v článku) je velmi odlišný od polních. Oba typy tranzistorů používají elektrické pole vytvořené napětím na bráně. Změna toku nosičů náboje, elektronů pro p-kanál nebo otevírání p-kanálů, přes kanál polovodičového odtokového zdroje. Brána elektroda je umístěna na vrcholu s velmi tenkou izolační vrstvou a existuje pár malých oblastí typu p těsně pod odtokem a zdrojem elektrod.

Použitím zařízení s izolovanými uzly pro MOSFET neplatí žádná omezení. Proto můžete připojit zdroj signálu v jakékoliv polaritě (kladné nebo záporné) k bráně MOSFETu. Je třeba poznamenat, že dovážené tranzistory jsou častější než jejich domácí protějšky.

To činí zařízení MOSFET obzvláště cennými jako elektronické spínače nebo logická zařízení, protože bez vnějšího rušení obvykle nevedou proud. Důvodem je vysoká vstupní impedance závěrky. V důsledku toho je pro MOSFET nezbytná velmi malá nebo nepodstatná kontrola. Koneckonců jsou to přístroje řízené externě napětím.

Režim MOSFET vyčerpání

Režim vyčerpání se vyskytuje mnohem méně často než režimy zesílení, aniž by došlo k použití zkreslení napětí na bráně. To znamená, že kanál tráví na nulovém napětí na bráně, a proto je zařízení "normálně uzavřeno". Okruhy používají pevnou linku pro označování normálně uzavřeného vodivého kanálu.

Pro depleční n-kanálový tranzistor MOS, negativní hradlo-zdroj napětí je záporná, poškozují (odtud název), jeho vodivý kanál tranzistorových volných elektronů. Rovněž v p-kanál tranzistor MOS je vyčerpání pozitivního brána-zdroj napětí, kanál poškozují jejich volné otvory, pohybující se zařízení do nevodivého stavu. Ale kontinuita tranzistoru není závislá na tom, jaký režim provozu.

Jinými slovy, pro režim vyčerpání n-kanálu MOSFET:

1. Pozitivní napětí na odtoku znamená více elektronů a proudů.
2. Záporné napětí znamená méně elektronů a proud.

Reverzní příkazy platí také pro p-kanálové tranzistory. Poté je režim vyčerpání MOSFET ekvivalentní režimu "normálně otevřeného".

N-kanálový MOSFET v režimu deplece

Režim vyčerpání MOSFET je konstruován stejným způsobem jako u FET. Kanál odtokového kanálu je vodivá vrstva s elektrony a otvory, která je přítomna v kanálech typu p nebo p. Tento doping kanálu vytváří vodivou cestu s nízkým odporem mezi odtokem a zdrojem s nulovým napětím. Pomocí testeru tranzistoru můžete měřit proudy a napětí na výstupu a vstupu.

Režim zesilovače MOSFET

Více časté v tranzistorech MOSFET je režim zisku, je to reverzní režim pro vyčerpání. Zde je vodivý kanál slabě dopovaný nebo dokonce nelegovaný, což činí nevodivý. To vede k tomu, že zařízení nečiní proud v režimu klidového stavu (když je napětí předpětí brány nulové). V obvodech pro označování MOSFET tohoto typu se používá přerušovaná čára pro označení normálně otevřeného proudu pro přenos proudu.

Pro zlepšení N-kanálový tranzistor MOS vypouštěcí proud bude proudit jen tehdy, když je brána napětí na bráně vyšší než prahové napětí. Použitím kladné napětí k bráně p-typu MOSFET (to znamená, že provozní režimy, spínací obvody jsou popsány v článku) přitahuje více elektronů ve směru vrstvy oxidu kolem brány, čímž se zvyšuje zisk (odtud název) tloušťky kanálu, což umožňuje volnější průtok proud.

Funkce režimu zisku

Zvýšení kladného napětí brány způsobí odpor v kanálu. To nezobrazí tranzistorový tester, může pouze kontrolovat integritu přechodů. Aby se snížil další růst, je třeba zvýšit odtokový proud. Jinými slovy, pro režim zesílení n-kanálového MOSFET:

1. Pozitivní signální tranzistor se přepne do vodivého režimu.
2. Absence signálu nebo jeho záporná hodnota transformuje tranzistor do nevodivého režimu. Proto v režimu zesílení je MOSFET ekvivalentní spínači "normálně otevřeného".

Konverzní příkazy platí pro režimy zesílení p-kanálových MOS tranzistorů. Při nulovém napětí je zařízení v režimu "Vypnuto" a kanál je otevřený. Použití záporného napětí na bránu typu p v MOSFETu zvyšuje vodivost kanálů, čímž překládá svůj režim "zapnuto". Zkontrolujte pomocí testeru (digitální nebo přepínač). Pak pro režim zisku p-kanálového MOSFETu:

1. Pozitivní signál překládá tranzistor "Vypnuto".
2. Záporné zapnutí tranzistoru v režimu "Zap".

Režim zesílení N-kanálového MOSFETu

V režimu zesílení mají MOSFET nízké vstupní odpor v režimu vedení a extrémně vysoké v nevodivém režimu. Také jejich nekonečně vysoký vstupní odpor vlivem jejich izolované závěrky. Režim zesílení tranzistoru se používá v integrované obvody k získání typu vstupních logických obvodů CMOS a k přepínání silových obvodů ve formě, jako jsou vstupy PMOS (P-kanál) a NMOS (N-kanál). CMOS je komplementární k MOS v roce 2004 v tom smyslu, že toto logické zařízení má ve svém designu PMOS i NMOS.

Zesilovač na MOSFETu

Stejně jako pole, MOSFET tranzistory mohou být použity k výrobě class zesilovač „A“. Zesilovač okruh s N-kanálové MOS tranzistoru v Častým zdrojem zisku režimu je nejpopulárnější. Tyto zesilovače režim vyčerpání velmi podobné obvody za použití periferních přístrojů, kromě toho, že MOSFET (to je, a jaké typy jsou, viz výše) má vysokou vstupní impedanci.

Tato impedance je řízena na vstupu pomocí odporového odporového obvodu tvořeného odpory R1 a R2. Kromě toho je výstupní signál pro běžný zdroj zesilovače na tranzistory MOSFET v režimu zesílení je obrácený, protože když je vstupní napětí nízké, přechod tranzistoru je otevřený. To lze ověřit tím, že v arzenálu máte pouze tester (digitální nebo dokonce přepínač). Při vysokém tranzistoru vstupního napětí v zapnutém režimu je výstupní napětí extrémně nízké.