Mosfet - kaj je to? Uporaba in preverjanje tranzistorjev

V članku boste izvedeli o tranzistorjih MOSFET, kaj je to, katere sheme vključevanja so. Obstaja tip FET, v katerem je vhod električno izoliran od glavnega toka nosilnega kanala. In zato se imenuje tranzistor s polnim učinkom z izoliranimi vrati. Najpogostejša vrsta takega učinka tranzistor polju, ki se uporablja v mnogih vrstah elektronskih vezij, imenovana tranzistor na poljski pojav kovina-oksid-polprevodniški osnovi ali prehodno MOS tranzistor (skrajšano kratica tega elementa).

Kaj je MOSFET tranzistor?

MOSFET je napetostno krmiljeni FET, ki se razlikuje od področja v tem, da ima "kovinski oksid" gate elektrodo, ki je električno izoliran od glavne polprevodnikov n-kanal ali p-kanal z zelo tanko plast izolacijskega materiala. Praviloma je silicijev dioksid (in, če je lažje, steklo).

Ta ultra-tanka izolirana kovinska elektroda se lahko šteje za eno kondenzacijsko ploščo. Zaradi izolacije krmilnega vhoda je odpornost MOSFETa izjemno visoka, skoraj neskončna.

Kot tudi polje, MOSFET imajo zelo visoko vhodno upornost. Z lahkoto se lahko nabere veliko statičnega naboja, kar vodi do poškodb, če tokokrog ni skrbno zaščiten.

Razlike MOSFET od tranzistorjev na terenu

Glavna razlika s tega področja je, da se MOSFET proizvajajo v dveh glavnih oblikah:

1. Izčrpanost - tranzistor zahteva vhodno napetost, da napravo preklopite v položaj "izklop". Način izčrpanosti MOSFET je enakovreden "normalno zaprtemu" stikalu.
2. Zasičenost - tranzistor zahteva napetost vrat, ki vklopi napravo. Način ojačevalnika MOSFET je enakovreden stikalu z "normalno zaprtimi" kontakti.

Grafične oznake tranzistorjev na vezjih

Črta med odtočnim in izhodnim priključkom je polprevodniški kanal. Če je vezje, na katerem so prikazani tranzistorji MOSFET, predstavljena s trdno črto, potem element deluje v načinu izčrpanosti. Ker tok iz odtočnega kanala lahko teče z ničelnim vratnim potencialom. Če je črta kanala prikazana pikčasto ali zdrobljeno, potem tranzistor deluje v načinu nasičenja, ker teče tok z ničelnim potencialom vrat. Smer puščice označuje prevodni kanal, p-tip ali polprevodniška naprava p-tipa. In domači tranzistorji so označeni na enak način kot tuji analogi.

Osnovna struktura tranzistorja MOSFET

Zasnova MOSFET-a (ki je podrobno opisana v članku) je zelo različna od tistih na terenu. Oba tipa tranzistorjev uporabljata električno polje, ki ga ustvari napetost na vratih. Za spremembo toka nosilcev polnjenja, elektronov za p-kanal ali odprtje p-kanala, skozi kanal polprevodniškega odvoda. Vhodna elektroda je nameščena na vrhu z zelo tanko izolacijsko plastjo, in obstaja par majhnih območij p-tipa tik pod odtokom in izvorom elektrod.

Uporaba izolirane vratne naprave za MOSFET ne veljajo nobene omejitve. Zato je mogoče povezati z vrati vira MOSFET v obeh polarnosti (pozitivno ali negativno). Treba je opozoriti, da so uvoženi tranzistorji bolj pogosti kot njihovi domači partnerji.

To pomeni, MOSFET naprave so še posebej uporabni kot elektronska stikala ali logična vezja, saj brez vpliva od zunaj, ki jih običajno ne izvajajo tok. In razlog za to je visoka vhodna impedanca zaklopa. Zato je za MOSFET potrebna zelo majhna ali nebistvena kontrola. Navsezadnje so naprave nadzorovane z napetostjo.

Način izčrpanosti MOSFET-a

Način izčrpanosti se pojavi precej redkeje kot režimi ojačanja brez uporabe napetosti na vratih. To pomeni, da kanal potuje z ničelno napetostjo na vratih, zato je naprava "običajno zaprta". Tokovi uporabljajo črto, da označijo normalno zaprti prevodni kanal.

Za n-kanalni MOSFET je negativna izhodna izhodna napetost negativna, zato odvaja (torej ime) prevodni kanal svojih prostih elektronov tranzistorja. Podobno bo za p-kanalni MOSFET izčrpanje pozitivne napetosti vhodnega vira izpraznilo kanal njegovih prostih lukenj in preneslo napravo v neprevodno stanje. Toda kontinuiteta tranzistorja ni odvisna od načina delovanja.

Z drugimi besedami, za način izčrpanosti n-kanala MOSFET:

1. Pozitivna napetost na odtoku pomeni več elektrona in toka.
2. Negativna napetost pomeni manj elektronov in toka.

Povratne izjave veljajo tudi za tranzistorje p-kanala. Nato je način izpuščanja MOSFET enakovreden "normalno odprtemu" stikalu.

N-kanalni MOSFET v načinu izčrpanosti

Način izčrpanosti MOSFET je zgrajen na enak način kot pri FET. Poleg tega možganov-kanalni izvor - prevodni sloj z elektroni in luknjami, ki je prisoten v n-tipa ali p-tipa kanalov. Ta kanal dopinga ustvarja prevodno pot nizke upornosti med odtokom in izvorom z ničelno napetostjo. Z uporabo tranzistorja lahko izmerite tokove in napetosti na izhodu in vhodu.

Način ojačevalnika MOSFET

Pogostejši v tranzistorjih MOSFET je način pridobitve, to je obratno za način izčrpanosti. Tukaj je prevodni kanal šibko dopiran ali celo nelegiran, zaradi česar je neprevoden. To vodi k dejstvu, da naprava ne izvaja toka v načinu mirovanja (ko je napetost napetosti vrat nič). V tokokrogih za določanje MOSFET-ov te vrste se prekinjena črta označuje za normalno odprti kanal za prenos toka.

Za izboljšanje N-kanalni MOS tranzistor izpustni tok bo tok samo takrat, ko se vrata napetost na vratih, ki presega napetost praga. Z uporabo pozitivno napetost na vratih p-tipa MOSFET (to pomeni, da načini delovanja so preklopni vezja opisan v članku) pritegne več elektronov v smeri oksidne plasti okoli vrat, s čimer se poveča dobiček (od tod ime) debeline kanala, ki omogoča prostejši pretok tok.

Značilnosti načina pridobivanja

Povečanje pozitivne napetosti vrat bo povzročilo upor v kanalu. To ne bo prikazalo tranzistorskega preizkuševalca, lahko preveri samo integriteto prehodov. Da bi zmanjšali nadaljnjo rast, je treba povečati odtočni tok. Z drugimi besedami, za način ojačanja n-kanala MOSFET:

1. Tranzistor pozitivnega signala preklopi v prevodni način.
2. Odsotnost signala ali njena negativna vrednost spremeni tranzistor v način, ki ni prevoden. Zato je v načinu ojačanja MOSFET enakovreden "normalno odprtemu" stikalu.

Nasprotne izjave veljajo za režime ojačanja tranzistorjev p-kanala MOS. Pri ničli napetosti je naprava v načinu »Izklop« in kanal je odprt. Uporaba negativne napetosti na vratih p-tipa v MOSFETu poveča prevodnost kanalov in prevaja svoj način vklopa. Lahko preverite z uporabo testerja (digitalni ali stikalo). Nato za način pridobitve p-kanala MOSFET:

1. Pozitivni signal prevaja tranzistor "Off".
2. Negativni vklop tranzistorja v načinu »Vklop«.

Način ojačanja N-kanala MOSFET

V načinu pomnoževanja imajo MOSFETa nizko vhodno upornost v načinu vodenja in izjemno visoko v neprevodnem načinu. Tudi njihova neskončno visoka vhodna upornost zaradi svoje izolirane lopute. Način tranzistorja je v uporabi integrirana vezja za pridobitev vrste logičnih vrat CMOS in preklop močnostnih vezij v obliki, kot so vhodi PMOS (P-kanal) in NMOS (N-kanal). CMOS je dopolnjuje MOS v v smislu, da ima ta logična naprava PMOS in NMOS v svojem oblikovanju.

Ojačevalnik na MOSFET

Tako kot tiste na tleh se lahko tranzistorji MOSFET uporabljajo za izdelavo razredov "A" ojačevalcev. Najbolj priljubljeni so ojačevalni krogi s tranzistorjem MOS tranzistorja N-kanala skupnega začetnega načina pridobivanja. Na MOSFET-jih so ojačevalci z izčrpavanjem zelo podobni vezjem z uporabo poljskih naprav, razen da ima MOSFET (kakšen je in kakšne vrste so obravnavane zgoraj) višja vhodna impedanca.

To impedanco nadzira na vhodu z uporovnim vezjem, ki ga oblikujejo upori R1 in R2. Poleg tega je izhodni signal za skupni vir ojačevalnik na tranzistorjih MOSFET v načinu pridobivanja je obrnjen, ker je vhodna napetost nizka, tranzistorski prehod je odprt. To je mogoče preveriti tako, da ima v arzenalu samo tester (digitalno ali celo stikalo). Z visokim vhodnim napetostnim tranzistorjem v načinu vklopa je izhodna napetost izredno nizka.