Kāpēc tiek kontrolēts MOSFET spriegums?

MOSFET (metāla oksīda pusvadītāju lauka efekta tranzistori) sauc par sprieguma kontrolētām ierīcēm galvenokārt tāpēc, ka to darbības princips galvenokārt balstās uz aizslēga sprieguma (Vgs) kontroli pār drenāžas strāvu (Id), nevis paļaujas uz strāvu, lai to kontrolētu. tas attiecas uz bipolāriem tranzistoriem (piemēram, BJT). Tālāk ir sniegts detalizēts MOSFET kā sprieguma kontrolētas ierīces skaidrojums:

Darba princips

Vārtu sprieguma kontrole:MOSFET sirds atrodas konstrukcijā starp vārtiem, avotu un noteci, kā arī izolācijas slāni (parasti silīcija dioksīdu) zem vārtiem. Kad vārtiem tiek pielikts spriegums, zem izolācijas slāņa tiek izveidots elektriskais lauks, un šis lauks maina laukuma starp avotu un noteci vadītspēju.

Vadoša kanāla veidošana:N-kanālu MOSFET gadījumā, kad vārtu spriegums Vgs ir pietiekami augsts (virs noteiktas vērtības, ko sauc par sliekšņa spriegumu Vt), elektroni P veida substrātā zem vārtiem tiek piesaistīti izolācijas slāņa apakšpusē, veidojot N- tipa vadošs kanāls, kas nodrošina vadītspēju starp avotu un noteci. Un otrādi, ja Vgs ir zemāks par Vt, vadošais kanāls neveidojas un MOSFET ir nogriezts.

Iztukšošanas strāvas kontrole:drenāžas strāvas Id lielumu galvenokārt kontrolē aizbīdņa spriegums Vgs. Jo augstāks ir Vgs, jo plašāks tiek veidots vadošais kanāls un lielāka drenāžas strāva Id. Šīs attiecības ļauj MOSFET darboties kā sprieguma kontrolēta strāvas ierīce.

Pjezo raksturojuma priekšrocības

Augsta ieejas pretestība:MOSFET ieejas pretestība ir ļoti augsta, jo vārti un avota drenāžas apgabals ir izolēti ar izolācijas slāni, un vārtu strāva ir gandrīz nulle, kas padara to noderīgu ķēdēs, kur nepieciešama liela ieejas pretestība.

Zems trokšņa līmenis:MOSFET darbības laikā rada salīdzinoši zemu troksni, galvenokārt to augstās ieejas pretestības un vienpolārā nesēja vadīšanas mehānisma dēļ.

Ātrs pārslēgšanās ātrums:Tā kā MOSFET ir sprieguma kontrolētas ierīces, to pārslēgšanas ātrums parasti ir ātrāks nekā bipolārajiem tranzistoriem, kuriem pārslēgšanas laikā ir jāiziet lādiņu uzglabāšanas un atbrīvošanas process.

Zems enerģijas patēriņš:Ieslēgtā stāvoklī MOSFET aizplūšanas avota pretestība (RDS(ieslēgts)) ir salīdzinoši zema, kas palīdz samazināt enerģijas patēriņu. Arī izslēgšanas stāvoklī statiskās enerģijas patēriņš ir ļoti zems, jo vārtu strāva ir gandrīz nulle.

Kopumā MOSFET sauc par sprieguma kontrolētām ierīcēm, jo ​​to darbības princips lielā mērā ir atkarīgs no drenāžas strāvas kontroles ar aizbīdņa spriegumu. Šis sprieguma kontrolētais raksturlielums padara MOSFET daudzsološus plašam lietojumu klāstam elektroniskajās shēmās, īpaši tur, kur nepieciešama augsta ieejas pretestība, zems trokšņa līmenis, ātrs pārslēgšanas ātrums un zems enerģijas patēriņš.