Metal-oxido-erdieroalea eremu-efektuko transistorea (MOSFET, MOS-FET edo MOS FET) eremu-efektuko transistore (FET) mota bat da, gehienetan silizioaren oxidazio kontrolatuaren bidez fabrikatzen dena. Ate isolatu bat du, zeinaren tentsioak gailuaren eroankortasuna zehazten du.
Bere ezaugarri nagusia ate metalikoaren eta kanalaren artean silizio dioxidozko geruza isolatzaile bat dagoela da, beraz, sarrerako erresistentzia handia du (1015Ω arte). N kanaleko hodietan eta P kanaleko hodietan ere banatzen da. Normalean substratua (substratua) eta S iturria elkarrekin lotuta daude.
Eroapen modu desberdinen arabera, MOSFETak hobekuntza mota eta agortze motatan banatzen dira.
Hobekuntza mota deritzonak esan nahi du: VGS=0 denean, hodia ebaki-egoeran dago. VGS zuzena gehitu ondoren, eramaile gehienak atetik erakartzen dira, horrela eremu horretako eramaileak "hobetuz" eta kanal eroale bat osatuz. .
Agortze moduak esan nahi du VGS=0 denean kanal bat sortzen dela. VGS zuzena gehitzen denean, eramaile gehienak kanaletik irten daitezke, horrela eramaileak "agortzen" dira eta hodia itzaltzen dute.
Arrazoia bereiztea: JFET-en sarrerako erresistentzia 100MΩ baino gehiago da, eta transeroankortasuna oso handia da, atea zuzentzen denean, barruko espazioko eremu magnetikoa oso erraza da atean laneko tentsioko datu-seinalea detektatzeko, kanalizazioak joera izan dezan. izan, edo on-off izan ohi da. Gorputzaren indukzio-tentsioa berehala gehitzen bazaio ateari, gako interferentzia elektromagnetikoa indartsua delako, goiko egoera esanguratsuagoa izango da. Neurgailuaren orratza nabarmen desbideratzen bada ezkerrera, hodiak gora izan ohi duela esan nahi du, drainatze-iturburuko erresistentzia RDS hedatu egiten dela eta drainatze-iturburuko korronte kopurua IDS gutxitzen dela. Aitzitik, neurgailuaren orratzak eskuinerantz desbideratzen du nabarmen, hoditeria piztuta egon ohi dela adierazten du, RDS behera doa eta IDS gora. Hala ere, neurgailuaren orratza desbideratzen den noranzko zehatza induzitutako tentsioaren polo positibo eta negatiboen (norabide positiboaren lan-tentsioa edo alderantzizko lan-tentsioa) eta hodiaren lan erdiko puntuaren araberakoa izan behar da.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
N kanala adibidetzat hartuta, P motako silizio-substratu batean egiten da, oso dopatuta dauden bi iturri-difusio-eskualderekin N+ eta drain-difusio-eskualde N+, eta, ondoren, S iturburu-elektrodoa eta D drain-elektrodoa ateratzen dira, hurrenez hurren. Iturria eta substratua barnean konektatuta daude, eta potentzial bera mantentzen dute beti. Hustubidea elikadura-iturriaren terminal positibora konektatzen denean eta iturria elikadura-iturriaren terminal negatibora eta VGS=0 konektatzen denean, kanalaren korrontea (hau da, drainatze-korrontea) ID=0. VGS apurka-apurka handitzen den heinean, ate positiboko tentsioak erakarrita, negatiboki kargatutako eramaile minoritarioak induzitzen dira bi difusio-eskualdeen artean, drainetik iturrira N motako kanala osatuz. VGS hodiaren VTN pizteko tentsioa baino handiagoa denean (oro har +2V inguru), N kanaleko hodia eroaten hasten da, drain-korronte ID bat osatuz.
VMOSFET (VMOSFET), bere izen osoa V-groove MOSFET da. MOSFETaren ondoren potentzia aldatzeko eraginkortasun handiko gailu garatu berri bat da. MOSFET-en sarrerako inpedantzia altua (≥108W) ez ezik, gidatzeko korronte txikia ere (0,1μA inguru) heredatzen du. Ezaugarri bikainak ditu, hala nola, jasateko tentsio handia (1200V arte), funtzionamendu-korronte handia (1.5A ~ 100A), irteera potentzia handia (1 ~ 250W), transkonduktantzia linealtasun ona eta kommutazio abiadura azkarra. Hain zuzen ere, huts-hodien eta potentzia-transistoreen abantailak batzen dituenez, asko erabiltzen ari da tentsio-anplifikagailuetan (tentsio-anplifikazioa milaka aldiz irits daiteke), potentzia-anplifikagailuetan, elikatze-iturri kommutazioetan eta inbertsoreetan.
Denok dakigunez, MOSFET tradizional baten atea, iturria eta hustubidea txiparen plano horizontal berean daude gutxi gorabehera, eta bere funtzionamendu-korrontea, funtsean, norabide horizontalean dabil. VMOS hodia ezberdina da. Bi egitura-ezaugarri nagusi ditu: lehenik, metalezko ateak V formako zirrikitu-egitura hartzen du; bigarrena, eroankortasun bertikala du. Hustubidea txiparen atzealdetik ateratzen denez, IDa ez da txiparen zehar horizontalki isurtzen, baizik eta dopatutako N+ eskualdetik (S iturburutik) abiatzen da eta arin dopatutako N-drift eskualdera isurtzen da P kanaletik. Azkenik, bertikalki beherantz iristen da D drainatzera. Emariaren sekzio-eremua handitzen denez, korronte handiak igaro daitezke. Atearen eta txiparen artean silizio dioxidozko geruza isolatzailea dagoenez, ate isolatu MOSFET bat da oraindik.
Erabileraren abantailak:
MOSFET tentsio kontrolatutako elementua da, transistorea, berriz, korronte kontrolatutako elementua.
MOSFETak erabili behar dira seinale-iturritik korronte txiki bat bakarrik ateratzen uzten denean; transistoreak erabili behar dira seinale-tentsioa baxua denean eta seinale-iturritik korronte gehiago atera daitekeenean. MOSFET-ek gehiengo eramaileak erabiltzen ditu elektrizitatea eroateko, beraz, gailu unipolar deritzo, transistoreek, berriz, gehiengo eramaileak eta gutxiengoak erabiltzen dituzte elektrizitatea eroateko, beraz, gailu bipolarra deitzen zaio.
MOSFET batzuen iturburua eta hustubidea elkarren artean erabil daitezke, eta atearen tentsioa positiboa edo negatiboa izan daiteke, triodoak baino malguagoak izan daitezen.
MOSFETek korronte oso txikian eta oso tentsio baxuko baldintzetan funtziona dezakete, eta bere fabrikazio-prozesuak erraz integra ditzake MOSFET asko siliziozko txip batean. Hori dela eta, MOSFET oso erabilia izan da eskala handiko zirkuitu integratuetan.
Olueky SOT-23N MOSFET
MOSFETen eta transistorearen aplikazio-ezaugarriak
1. MOSFETaren s iturburua, g atea eta draina transistorearen e igorleari, b oinarriari eta c kolektoreari dagozkio, hurrenez hurren. Beraien funtzioak antzekoak dira.
2. MOSFET tentsioz kontrolatutako korronte gailu bat da, iD vGS-ek kontrolatzen du, eta bere anplifikazio-koefizientea gm orokorrean txikia da, beraz, MOSFET-en anplifikazio-gaitasuna eskasa da; transistorea korronte bidez kontrolatutako korronte gailu bat da, eta iC iB (edo iE) kontrolatzen du.
3. MOSFET ateak ez du ia korronterik hartzen (ig»0); transistorearen oinarriak, berriz, beti korronte jakin bat hartzen du transistorea lanean ari denean. Hori dela eta, MOSFETaren sarrerako atearen erresistentzia transistorearen sarrerako erresistentzia baino handiagoa da.
4. MOSFET eroapenean parte hartzen duten eramaile anitzez osatuta dago; transistoreek eroanean parte hartzen duten bi eramaile dituzte, eramaile anitzak eta minoritarioak. Eramaile minoritarioen kontzentrazioan tenperatura eta erradiazioa bezalako faktoreek asko eragiten dute. Hori dela eta, MOSFETek transistoreek baino tenperatura-egonkortasun hobea dute eta erradiazio-erresistentzia handiagoa dute. MOSFETak ingurune-baldintzak (tenperatura, etab.) asko aldatzen diren lekuetan erabili behar dira.
5. Iturburuko metala eta MOSFETen substratua elkarrekin konektatzen direnean, iturria eta hustubidea elkarren artean erabil daitezke, eta ezaugarriak gutxi aldatzen dira; triodoaren kolektorea eta igorlea elkarren artean erabiltzen direnean, berriz, ezaugarriak oso desberdinak dira. β balioa asko murriztuko da.
6. MOSFETen zarata-koefizientea oso txikia da. MOSFET-a ahalik eta gehien erabili behar da zarata baxuko anplifikadore-zirkuituetan eta seinale-zarata erlazio handia behar duten zirkuituetan.
7. Bai MOSFETek bai transistoreek hainbat anplifikadore-zirkuitu eta kommutazio-zirkuitu sor ditzakete, baina lehenak fabrikazio-prozesu sinplea du eta abantailak ditu potentzia-kontsumo baxua, egonkortasun termiko ona eta funtzionamendu-hornidura-tentsio sorta zabalaren abantailak. Hori dela eta, oso erabilia da eskala handiko eta oso eskala handiko zirkuitu integratuetan.
8. Transistoreak on-erresistentzia handia du, MOSFET-ak berriz, on-erresistentzia txikia du, ehunka mΩ baino ez. Gaur egungo gailu elektrikoetan, MOSFETak etengailu gisa erabiltzen dira orokorrean, eta haien eraginkortasuna nahiko altua da.
WINSOK SOT-323 kapsulatze MOSFET
MOSFET vs transistore bipolarra
MOSFET tentsioz kontrolatutako gailu bat da, eta ateak, funtsean, ez du korronterik hartzen, transistore bat, berriz, korronte kontrolatutako gailu bat da, eta oinarriak korronte jakin bat hartu behar du. Hori dela eta, seinale-iturriaren korronte nominala oso txikia denean, MOSFET erabili behar da.
MOSFET eramaile anitzeko eroalea da, transistore baten bi eramaileek eroanean parte hartzen duten bitartean. Eramaile minoritarioen kontzentrazioa oso sentikorra denez kanpoko baldintzetara, hala nola tenperatura eta erradiazioa, MOSFET egokia da ingurunea asko aldatzen den egoeretarako.
Gailu anplifikatzaile gisa eta transistoreak bezalako etengailu kontrolagarri gisa erabiltzeaz gain, MOSFETak tentsioz kontrolatutako erresistentzia lineal aldakor gisa ere erabil daitezke.
MOSFET-en iturburua eta hustubidea egitura simetrikoa dute eta elkarren artean erabil daitezke. MOSFET agortze moduaren ate-iturburuko tentsioa positiboa edo negatiboa izan daiteke. Horregatik, MOSFETak erabiltzea transistoreak baino malguagoa da.
Argitalpenaren ordua: 2023-10-13
