Forstå arbeidsprinsippet til MOSFET og bruk elektroniske komponenter mer effektivt

Å forstå driftsprinsippene til MOSFET-er (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) er avgjørende for å effektivt utnytte disse høyeffektive elektroniske komponentene. MOSFET-er er uunnværlige elementer i elektroniske enheter, og det er viktig for produsenter å forstå dem.

I praksis er det produsenter som kanskje ikke fullt ut setter pris på de spesifikke funksjonene til MOSFET-er under bruken. Likevel, ved å forstå arbeidsprinsippene til MOSFET-er i elektroniske enheter og deres tilsvarende roller, kan man strategisk velge den mest passende MOSFET-en, tatt i betraktning dens unike egenskaper og de spesifikke egenskapene til produktet. Denne metoden forbedrer ytelsen til produktet, og styrker dets konkurranseevne i markedet.

WINSOK SOT-23-3 pakke MOSFET

MOSFETs arbeidsprinsipper

Når gate-source spenningen (VGS) til MOSFET er null, selv med påføring av en drain-source spenning (VDS), er det alltid et PN-kryss i revers bias, noe som resulterer i ingen ledende kanal (og ingen strøm) mellom avløpet og kilden til MOSFET. I denne tilstanden er dreneringsstrømmen (ID) til MOSFET-en null. Påføring av en positiv spenning mellom porten og kilden (VGS > 0) skaper et elektrisk felt i SiO2-isolasjonslaget mellom porten til MOSFET og silisiumsubstratet, rettet fra porten mot P-type silisiumsubstrat. Gitt at oksidlaget er isolerende, kan ikke spenningen påført porten, VGS, generere en strøm i MOSFET. I stedet danner den en kondensator over oksidlaget.

Når VGS gradvis øker, lades kondensatoren opp og skaper et elektrisk felt. Tiltrukket av den positive spenningen ved porten, samler mange elektroner seg på den andre siden av kondensatoren, og danner en N-type ledende kanal fra avløpet til kilden i MOSFET. Når VGS overskrider terskelspenningen VT (typisk rundt 2V), leder N-kanalen til MOSFET, og initierer flyten av dreneringsstrøm ID. Portkildespenningen som kanalen begynner å dannes ved, refereres til som terskelspenningen VT. Ved å kontrollere størrelsen på VGS, og følgelig det elektriske feltet, kan størrelsen på dreneringsstrømmen ID i MOSFET moduleres.

WINSOK DFN5x6-8 pakke MOSFET

MOSFET-applikasjoner

MOSFET er kjent for sine utmerkede svitsjeegenskaper, noe som fører til dens omfattende bruk i kretser som krever elektroniske brytere, for eksempel strømforsyninger i svitsjmodus. I lavspenningsapplikasjoner som bruker en 5V strømforsyning, resulterer bruken av tradisjonelle strukturer i et spenningsfall over baseemitteren til en bipolar koblingstransistor (omtrent 0,7V), og etterlater bare 4,3V for den endelige spenningen som påføres porten til MOSFET. I slike scenarier introduserer det visse risikoer å velge en MOSFET med en nominell portspenning på 4,5V. Denne utfordringen manifesterer seg også i applikasjoner som involverer 3V eller andre lavspente strømforsyninger.