Metall-oksidli yarimo'tkazgichli dala effektli tranzistor (MOSFET, MOS-FET yoki MOS FET) odatda kremniyning boshqariladigan oksidlanishi orqali ishlab chiqariladigan maydon effektli tranzistorning (FET) bir turidir. U izolyatsiya qilingan eshikka ega, uning kuchlanishi qurilmaning o'tkazuvchanligini belgilaydi.
Uning asosiy xususiyati shundaki, metall darvoza va kanal o'rtasida silikon dioksid izolyatsion qatlam mavjud, shuning uchun u yuqori kirish qarshiligiga ega (1015Ō gacha). Shuningdek, u N-kanal trubkasi va P-kanal trubasiga bo'linadi. Odatda substrat (substrat) va manba S bir-biriga ulanadi.
Turli o'tkazuvchanlik rejimlariga ko'ra, MOSFETlar yaxshilanish turiga va tükenme turiga bo'linadi.
Kuchaytirish turi deb ataladigan narsa quyidagilarni bildiradi: VGS=0 bo'lsa, trubka kesilgan holatda. To'g'ri VGS qo'shgandan so'ng, ko'pchilik tashuvchilar darvozaga tortiladi, shu bilan bu sohadagi tashuvchilarni "kuchaytiradi" va o'tkazuvchan kanalni hosil qiladi. .
Tuzatish rejimi VGS=0 bo'lganda kanal hosil bo'lishini bildiradi. To'g'ri VGS qo'shilsa, ko'pchilik tashuvchilar kanaldan oqib chiqishi mumkin, shuning uchun tashuvchilarni "tushiradi" va trubkani o'chiradi.
Sababini ajrating: JFET ning kirish qarshiligi 100 MŌ dan oshadi va o'tkazuvchanlik juda yuqori, eshik yo'naltirilganda, ichki makon magnit maydoni eshikdagi ish kuchlanishining ma'lumotlar signalini aniqlash juda oson, shuning uchun quvur liniyasi gacha bo'lishi yoki yoqish-o'chirishga moyil. Agar tananing indüksiyon kuchlanishi darhol darvozaga qo'shilsa, chunki kalit elektromagnit parazit kuchli bo'lsa, yuqoridagi holat yanada muhimroq bo'ladi. Agar hisoblagich ignasi keskin chapga burilsa, demak, quvur liniyasi yuqoriga intiladi, drenaj manbai RDS rezistori kengayadi va drenaj manbai oqimining miqdori IDS kamayadi. Aksincha, hisoblagich ignasi keskin o'ngga buriladi, bu quvur liniyasini yoqish-o'chirishga moyilligini, RDS pastga tushadi va IDS ko'tariladi. Shu bilan birga, hisoblagich ignasi egilgan aniq yo'nalish induksiyalangan kuchlanishning ijobiy va salbiy qutblariga (ijobiy yo'nalishdagi ish kuchlanishi yoki teskari yo'nalishdagi ish kuchlanishi) va quvur liniyasining ishchi o'rta nuqtasiga bog'liq bo'lishi kerak.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
N-kanalni misol qilib oladigan bo'lsak, u P-tipli kremniyli substratda ikkita yuqori qo'llaniladigan manba diffuziya hududi N+ va drenaj diffuziya mintaqalari N+ bilan ishlab chiqariladi, so'ngra mos ravishda manba elektrodi S va drenaj elektrodi D chiqariladi. Manba va substrat ichki bog'langan va ular doimo bir xil potentsialni saqlab turadilar. Drenaj quvvat manbaining musbat terminaliga ulanganda va manba quvvat manbaining salbiy terminaliga ulanganda va VGS=0, kanal oqimi (ya'ni drenaj oqimi) ID=0 bo'ladi. VGS asta-sekin o'sib borishi bilan, musbat eshik kuchlanishi tomonidan jalb qilingan, manfiy zaryadlangan ozchilik tashuvchilari ikkita diffuziya hududi o'rtasida induktsiya qilinadi va drenajdan manbagacha N-tipli kanalni hosil qiladi. VGS trubaning VTN kuchlanishidan (odatda taxminan +2V) kattaroq bo'lsa, N-kanal trubkasi drenaj oqimi identifikatorini hosil qilib, o'tkaza boshlaydi.
VMOSFET (VMOSFET), uning to'liq nomi V-groove MOSFET. Bu MOSFET-dan keyin yangi ishlab chiqilgan yuqori samarali, quvvatni almashtirish qurilmasi. U nafaqat MOSFET ning yuqori kirish empedansini (≥108W), balki kichik harakatlanish oqimini ham (taxminan 0,1mA) oladi. Bundan tashqari, yuqori chidamli kuchlanish (1200V gacha), katta ish oqimi (1,5A ~ 100A), yuqori chiqish quvvati (1 ~ 250W), yaxshi o'tkazuvchanlik lineerligi va tez almashtirish tezligi kabi ajoyib xususiyatlarga ega. Vakuum quvurlari va quvvat tranzistorlarining afzalliklarini birlashtirganligi sababli, u kuchlanish kuchaytirgichlarida (kuchlanishni kuchaytirish minglab marta yetishi mumkin), quvvat kuchaytirgichlarida, kommutatsiya quvvat manbalarida va invertorlarda keng qo'llaniladi.
Hammamizga ma'lumki, an'anaviy MOSFETning eshigi, manbai va drenaji chipdagi taxminan bir xil gorizontal tekislikda joylashgan va uning ish oqimi asosan gorizontal yo'nalishda oqadi. VMOS trubkasi boshqacha. U ikkita asosiy tizimli xususiyatga ega: birinchidan, metall darvoza V shaklidagi yivli strukturani qabul qiladi; ikkinchidan, u vertikal o'tkazuvchanlikka ega. Drenaj chipning orqa qismidan tortilganligi sababli, identifikator gorizontal ravishda chip bo'ylab oqmaydi, lekin kuchli qo'shilgan N+ mintaqasidan (manba S) boshlanadi va P kanali orqali engil qo'shilgan N-drift hududiga oqadi. Nihoyat, D ni drenajlash uchun vertikal pastga tushadi. Oqimning tasavvurlar maydoni ortib borishi sababli, katta oqimlar o'tishi mumkin. Darvoza va chip o'rtasida silikon dioksid izolyatsion qatlam mavjud bo'lganligi sababli, u hali ham MOSFET izolyatsiya qilingan eshikdir.
Foydalanishning afzalliklari:
MOSFET kuchlanish bilan boshqariladigan element, tranzistor esa oqim bilan boshqariladigan elementdir.
MOSFETlar signal manbasidan faqat oz miqdorda oqim olishga ruxsat berilganda foydalanish kerak; tranzistorlar signal zo'riqishida past bo'lganda va signal manbasidan ko'proq oqim olishiga ruxsat berilganda foydalanish kerak. MOSFET elektr tokini o'tkazish uchun ko'pchilik tashuvchilardan foydalanadi, shuning uchun u bir qutbli qurilma deb ataladi, tranzistorlar esa elektr tokini o'tkazish uchun ham ko'pchilik tashuvchilardan, ham ozchilik tashuvchilardan foydalanadi, shuning uchun u bipolyar qurilma deb ataladi.
Ba'zi MOSFETlarning manbai va drenaji bir-birining o'rnida ishlatilishi mumkin va eshik kuchlanishi ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin, bu ularni triodlardan ko'ra ko'proq moslashuvchan qiladi.
MOSFET juda kichik oqim va juda past kuchlanish sharoitida ishlashi mumkin va uning ishlab chiqarish jarayoni ko'plab MOSFETlarni silikon chipga osongina birlashtirishi mumkin. Shuning uchun MOSFET keng miqyosli integral mikrosxemalarda keng qo'llanilgan.
Olueky SOT-23N MOSFET
MOSFET va tranzistorning tegishli dastur xususiyatlari
1. MOSFET ning manba s, eshigi g va drenaj d mos ravishda tranzistorning emitent e, bazasi b va kollektor c ga mos keladi. Ularning funktsiyalari o'xshash.
2. MOSFET - kuchlanish bilan boshqariladigan oqim qurilmasi, iD vGS tomonidan boshqariladi va uning kuchaytirish koeffitsienti gm odatda kichikdir, shuning uchun MOSFETning kuchaytirish qobiliyati yomon; tranzistor oqim bilan boshqariladigan oqim qurilmasi va iC iB (yoki iE) tomonidan boshqariladi.
3. MOSFET eshigi deyarli hech qanday oqim o'tkazmaydi (ig»0); tranzistorning asosi tranzistor ishlayotganda doimo ma'lum bir oqimni tortadi. Shuning uchun MOSFET ning kirish qarshiligi tranzistorning kirish qarshiligidan yuqori.
4. MOSFET o'tkazuvchanlikda ishtirok etuvchi ko'p tashuvchilardan iborat; tranzistorlar ikkita tashuvchiga ega, ko'p tashuvchi va ozchilik tashuvchisi, o'tkazishda ishtirok etadi. Ozchilik tashuvchilarning kontsentratsiyasiga harorat va radiatsiya kabi omillar katta ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun MOSFETlar tranzistorlarga qaraganda yaxshiroq harorat barqarorligi va kuchli nurlanish qarshiligiga ega. MOSFETlar atrof-muhit sharoitlari (harorat va boshqalar) juda katta farq qiladigan joylarda qo'llanilishi kerak.
5. MOSFETning manba metalli va substrati bir-biriga ulanganda, manba va drenaj bir-birining o'rnida ishlatilishi mumkin va xarakteristikalar juda oz o'zgaradi; triodning kollektori va emitenti bir-birining o'rnida ishlatilsa, xarakteristikalar juda farq qiladi. b qiymati ancha kamayadi.
6. MOSFET ning shovqin koeffitsienti juda kichik. MOSFET-dan shovqin darajasi past bo'lgan kuchaytirgich sxemalari va yuqori signal-shovqin nisbatini talab qiladigan sxemalarning kirish bosqichida imkon qadar ko'proq foydalanish kerak.
7. MOSFET ham, tranzistor ham turli kuchaytirgich davrlarini va kommutatsiya davrlarini tashkil qilishi mumkin, lekin birinchisi oddiy ishlab chiqarish jarayoniga ega va kam quvvat iste'moli, yaxshi termal barqarorlik va keng ishlaydigan quvvat manbai kuchlanish diapazonining afzalliklariga ega. Shuning uchun u keng masshtabli va juda katta hajmli integral sxemalarda keng qo'llaniladi.
8. Transistor katta qarshilikka ega, MOSFET esa kichik qarshilikka ega, faqat bir necha yuz mŌ. Hozirgi elektr qurilmalarda MOSFETlar odatda kalit sifatida ishlatiladi va ularning samaradorligi nisbatan yuqori.
WINSOK SOT-323 inkapsulyatsiyasi MOSFET
MOSFET va bipolyar tranzistor
MOSFET kuchlanish bilan boshqariladigan qurilma bo'lib, darvoza asosan oqim olmaydi, tranzistor esa oqim bilan boshqariladigan qurilma va tayanch ma'lum bir oqimni olishi kerak. Shuning uchun, signal manbasining nominal oqimi juda kichik bo'lsa, MOSFET dan foydalanish kerak.
MOSFET ko'p tashuvchili o'tkazgich bo'lib, tranzistorning ikkala tashuvchisi ham o'tkazishda ishtirok etadi. Ozchilik tashuvchilarning kontsentratsiyasi harorat va radiatsiya kabi tashqi sharoitlarga juda sezgir bo'lganligi sababli, MOSFET atrof-muhit juda o'zgarib turadigan holatlar uchun ko'proq mos keladi.
Kuchaytirgich qurilmalari va tranzistorlar kabi boshqariladigan kalitlar sifatida foydalanishdan tashqari, MOSFETlar kuchlanish bilan boshqariladigan o'zgaruvchan chiziqli rezistorlar sifatida ham ishlatilishi mumkin.
MOSFET manbasi va drenaji nosimmetrik tuzilishga ega va ular bir-birining o'rnida ishlatilishi mumkin. MOSFET depletion rejimining eshik manbai kuchlanishi ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Shuning uchun MOSFETlardan foydalanish tranzistorlarga qaraganda ancha moslashuvchan.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 13 oktyabr
