MOSFET, abreviatura de transistor d'efecte de camp semiconductor d'òxid metàl·lic, és un dispositiu semiconductor de tres terminals que utilitza l'efecte de camp elèctric per controlar el flux de corrent. A continuació es mostra una visió general bàsica de MOSFET:
1. Definició i Classificació
- Definició: MOSFET és un dispositiu semiconductor que controla el canal conductor entre el drenatge i la font canviant la tensió de la porta. La porta està aïllada de la font i drena mitjançant una capa de material aïllant (normalment diòxid de silici), per això també es coneix com a transistor d'efecte de camp de porta aïllada.
- Classificació: els MOSFET es classifiquen segons el tipus de canal conductor i l'efecte de la tensió de la porta:
- MOSFET de canal N i canal P: En funció del tipus de canal conductor.
- MOSFET en mode de millora i mode d'esgotament: basats en la influència de la tensió de la porta sobre el canal conductor. Per tant, els MOSFET es classifiquen en quatre tipus: mode de millora del canal N, mode d'esgotament del canal N, mode de millora del canal P i mode d'esgotament del canal P.
2. Estructura i principi de funcionament
- Estructura: un MOSFET consta de tres components bàsics: la porta (G), el drenatge (D) i la font (S). En un substrat de semiconductor lleugerament dopat, es creen regions de font i drenatge altament dopades mitjançant tècniques de processament de semiconductors. Aquestes regions estan separades per una capa aïllant, que està rematada per l'elèctrode de la porta.
- Principi de funcionament: prenent com a exemple el MOSFET en mode de millora del canal N, quan la tensió de la porta és zero, no hi ha cap canal conductor entre el drenatge i la font, de manera que no pot fluir corrent. Quan la tensió de la porta augmenta fins a un cert llindar (anomenat "tensió d'encesa" o "tensió llindar"), la capa aïllant sota la porta atrau electrons del substrat per formar una capa d'inversió (capa fina de tipus N) , creant un canal conductor. Això permet que el corrent flueixi entre el desguàs i la font. L'amplada d'aquest canal conductor, i per tant el corrent de drenatge, està determinada per la magnitud de la tensió de la porta.
3. Característiques clau
- Alta impedància d'entrada: com que la porta està aïllada de la font i drena per la capa aïllant, la impedància d'entrada d'un MOSFET és extremadament alta, la qual cosa la fa apta per a circuits d'alta impedància.
- Baix soroll: els MOSFET generen un soroll relativament baix durant el funcionament, el que els fa ideals per a circuits amb requisits de soroll estrictes.
- Bona estabilitat tèrmica: els MOSFET tenen una excel·lent estabilitat tèrmica i poden funcionar amb eficàcia en una àmplia gamma de temperatures.
- Baix consum d'energia: els MOSFET consumeixen molt poca energia tant en els estats d'encesa com d'apagats, el que els fa adequats per a circuits de baixa potència.
- Alta velocitat de commutació: sent dispositius controlats per tensió, els MOSFET ofereixen velocitats de commutació ràpides, el que els fa ideals per a circuits d'alta freqüència.
4. Àmbits d'aplicació
Els MOSFET s'utilitzen àmpliament en diversos circuits electrònics, especialment en circuits integrats, electrònica de potència, dispositius de comunicació i ordinadors. Serveixen com a components bàsics en circuits d'amplificació, circuits de commutació, circuits de regulació de tensió i més, habilitant funcions com l'amplificació del senyal, el control de commutació i l'estabilització de la tensió.
En resum, MOSFET és un dispositiu semiconductor essencial amb una estructura única i excel·lents característiques de rendiment. Té un paper crucial en els circuits electrònics en molts camps.
Hora de publicació: 22-set-2024
