Kas ir MOSFET?

Īsā atbilde

MOSFET (metāla oksīda pusvadītāju lauka efekta tranzistors) ir pusvadītāju ierīce. MOSFET visbiežāk izmanto jaudas elektronikas jomā. Pusvadītājs ir izgatavots no ražota materiāla, kas nedarbojas ne kā izolators, ne kā vadītājs. Izolators ir dabisks materiāls, kas nevadīs elektrību, piemēram, sauss koka gabals. Vadītājs ir dabisks materiāls, kas vada vai laiž cauri elektrību. Metāli ir visizplatītākie vadītāju piemēri. Pusvadītāju materiālam, no kura izgatavotas tādas ierīces kā MOSFET, piemīt gan izolācijai līdzīgas īpašības, gan vadītspējai līdzīgas īpašības. Vissvarīgākais ir tas, ka pusvadītāji ir konstruēti tā, lai varētu kontrolēt vadītspējas vai izolācijas īpašības.

Tranzistors, iespējams, ir vislabāk zināmā pusvadītāju ierīce. Agrīnie tranzistori izmanto tehnoloģiju, ko dēvē par bipolāru materiālu. Tīru silīciju var apstrādāt vai “sabojāt” — šo procesu sauc par “dopingu”. Ir iespējams izgatavot vai nu p tipa (pozitīvu) materiālu, vai n tipa (negatīvu) materiālu atkarībā no materiāla, kas tiek izmantots tīrā silīcija “doping” vai sabojāšanai. Ja jūs apvienojat p tipa materiālu un n tipa materiālu, jums ir bipolāra ierīce. Tranzistors ir bipolāras ierīces pamatpiemērs. Tranzistoram ir trīs spailes, kolektors, emitētājs un bāze. Strāvu bāzes spailē izmanto, lai kontrolētu strāvas plūsmu starp emitētāju un kolektoru.

MOSFET tehnoloģija ir bipolārās tehnoloģijas uzlabojums. Joprojām tiek izmantots gan n, gan p tipa materiāls, bet ir pievienoti metāla oksīda izolatori, lai nodrošinātu dažus veiktspējas uzlabojumus. Joprojām parasti ir tikai trīs termināļi, bet tagad tiem ir šādi nosaukumi: avots, kanalizācija un vārti. Nosaukuma lauka efekta daļa attiecas uz metodi, ko izmanto, lai kontrolētu elektronu vai strāvas plūsmu caur ierīci. Strāva ir proporcionāla elektriskajam laukam, kas izveidots starp vārtiem un noteku.

Vēl viens ļoti nozīmīgs uzlabojums salīdzinājumā ar bipolāro tehnoloģiju ir tas, ka MOSFET ir pozitīvs temperatūras koeficients. Tas nozīmē, ka, paaugstinoties ierīces temperatūrai, tās tendence vadīt strāvu samazinās. Šī funkcija ļauj dizainerim to viegli izmantot paralēli, lai palielinātu sistēmas jaudu. Bipolārai deikai ir pretējs efekts.

Izmantojot MOSFET tehnoloģiju, paralēlās ierīces dabiski sadalīs strāvu starp tām. Ja viena ierīce mēģina vadīt vairāk par savu daļu, tā uzkarsīs un tendence vadīt strāvu samazināsies, izraisot ierīces strāvas samazināšanos, līdz visas ierīces atkal sadalās vienmērīgi.

Savukārt paralēli bipolāras ierīces paaugstina temperatūru, ja viena ierīce sāk vadīt lielāku strāvu. Tas nozīmē, ka uz šo ierīci tiks pārslēgta lielāka strāva, kas izraisīs turpmāku temperatūras paaugstināšanos un turpmāku strāvas palielināšanos. Tas ir bēguļojošs stāvoklis, kas ātri iznīcina ierīci. Šī iemesla dēļ ir daudz grūtāk paralēli savienot bipolārās ierīces, un tāpēc MOSFET ierīces tagad ir vispopulārākais jaudas pusvadītāju tipa tranzistors.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi