Mofet - ce este? Aplicarea și verificarea tranzistorilor

În articol veți afla despre tranzistori MOSFET, ce este, ce scheme de incluziune sunt. Există un tip de FET, în care intrarea este izolată electric de curentul principal al canalului purtător. Și de aceea se numește un tranzistor cu efect de câmp cu o poartă izolată. Cel mai frecvent tip de un astfel de efect tranzistor câmp, care este utilizat în multe tipuri de circuite electronice, numit efect de câmp tranzistor de metal-oxid-semiconductor sau pe bază de tranziție tranzistor MOS (abreviere prescurtată a acestui element).

Ce este tranzistorul MOSFET?

MOSFET este un FET cu tensiune controlată, care este diferit de domeniul în care acesta are un „oxid metalic“ electrod poarta care este izolat electric de semiconductor principal n-canal sau p-canal cu un strat foarte subțire de material izolant. De regulă, este dioxid de siliciu (și, dacă este mai ușor, sticlă).

Acest electrod ultra-subțire izolat cu poarta metalică poate fi considerat ca o placă de condensator. Izolarea intrărilor de control face ca rezistența MOSFET-ului să fie extrem de ridicată, aproape infinită.

În plus câmp, MOSFET au o rezistență foarte mare la intrare. Se poate acumula cu ușurință o cantitate mare de încărcare statică, ceea ce duce la deteriorarea dacă circuitul nu este protejat cu atenție.

Diferențe MOSFET de la tranzistoare cu efect de câmp

Principala diferență față de domeniu este că MOSFET-urile sunt produse în două forme principale:

1. Depleție - tranzistorul necesită o tensiune sursă poarta pentru a comuta dispozitivul în poziția "oprit". Modul de epuizare MOSFET este echivalent cu un comutator "normal închis".
2. Saturație - tranzistorul necesită o tensiune sursă poarta pentru a activa dispozitivul. Modul amplificator MOSFET este echivalent cu un întrerupător cu contacte "normal închise".

Descrieri grafice ale tranzistorilor pe circuite

Linia dintre conexiunile de scurgere și sursă este un canal semiconductor. Dacă circuitul pe care sunt reprezentate tranzistoarele MOSFET este reprezentat de o linie solidă solidă, atunci elementul funcționează într-un mod de epuizare. Deoarece curentul de la scurgere poate curge cu un potențial de poartă zero. Dacă linia canalului este afișată punctată sau ruptă, atunci tranzistorul funcționează în modul de saturație, deoarece un curent cu potențial zero poarta curge. Direcția săgeții indică un canal conductiv, tip p sau semiconductor p-type. Și tranzistorii locali sunt indicați în același mod ca analogii străini.

Structura de bază a tranzistorului MOSFET

Designul MOSFET (care este descris în detaliu în articol) este foarte diferit de cel pe teren. Ambele tipuri de tranzistoare utilizează un câmp electric creat de tensiunea de pe poartă. Pentru a schimba fluxul purtătorilor de sarcină, electroni pentru canalul p sau deschiderea canalului p, prin canalul sursei de scurgere semiconductoare. Electrodul de poartă este amplasat la vârf cu un strat izolator foarte subțire și există o pereche de regiuni mici de tip p chiar sub scurgere și sursă a electrozilor.

Folosind un dispozitiv izolat pentru o MOSFET, nu se aplică restricții. Prin urmare, puteți conecta sursa semnalului în orice polaritate (pozitivă sau negativă) la poarta MOSFET-ului. Trebuie remarcat faptul că tranzistorii importați sunt mai obișnuiți decât omologii lor interni.

Acest lucru face ca dispozitivele MOSFET să fie deosebit de valoroase ca comutatoare electronice sau dispozitive logice, deoarece, fără interferențe externe, acestea nu conduc curentul. Iar motivul pentru aceasta este impedanța de intrare ridicată a obturatorului. În consecință, pentru MOSFET este necesar un control foarte mic sau neesențial. La urma urmei, ele sunt dispozitive controlate extern de tensiune.

Modul de epuizare MOSFET

Modul de epuizare are loc mult mai puțin frecvent decât regimurile de amplificare fără aplicarea unei tensiuni de polarizare la poartă. Asta este, canalul petrece la zero tensiune pe poarta, prin urmare, dispozitivul este "normal închis". Circuitele utilizează o linie solidă pentru a desemna un canal conductiv normal închis.

Pentru epuizarea n-canal tranzistor MOS, o tensiune negativă poarta-sursă este negativ, se va epuiza (de unde și numele) de a conduce electronii liberi de canal tranzistor. De asemenea pentru p-canal tranzistor MOS este epuizarea unei tensiuni pozitive poarta-sursă, canalul va epuizeze găurile lor libere, se deplasează dispozitivul într-o stare non-conductoare. Dar continuitatea tranzistorului nu depinde de modul de funcționare.

Cu alte cuvinte, pentru modul de epuizare al MOSFET-ului cu canale n:

1. O tensiune pozitivă pe canal înseamnă mai mulți electroni și curent.
2. O tensiune negativă înseamnă mai puțin electroni și un curent.

Afirmațiile inverse sunt valabile și pentru tranzistoarele cu canale p. Apoi, modul de epuizare MOSFET este echivalent cu un comutator "normal deschis".

N-canal MOSFET în modul de epuizare

Modul de epuizare MOSFET este construit în același mod ca și pentru FET. Și canalul sursei de scurgere este un strat conductor cu electroni și găuri, care este prezent în canalele tip p sau p. Acest dopaj de canal creează o cale conductivă de rezistență scăzută între scurgere și o sursă cu zero tensiune. Folosind un tester de tranzistor, puteți măsura curenții și tensiunile la ieșire și la intrare.

Modul amplificator MOSFET

Mai frecvent în tranzistoarele MOSFET este modul de câștig, este invers pentru modul de epuizare. Aici canalul de conducție este slab dopat sau chiar nealiniat, ceea ce îl face neconductiv. Acest lucru conduce la faptul că dispozitivul nu efectuează un curent în modul de odihnă (când tensiunea de polarizare a porții este zero). În circuitele pentru desemnarea MOSFET-urilor de acest tip, o linie întreruptă este utilizată pentru a desemna un canal normal de deschidere a curentului.

Pentru a îmbunătăți N-canal MOS curent tranzistor de scurgere va curge numai atunci când tensiunea de poarta aplicată la poarta mai mare decât tensiunea de prag. Prin aplicarea unei tensiuni pozitive la poarta unui MOSFET de tip p (adică, moduri de operare, circuite de comutare sunt descrise în articol) atrage mai mulți electroni în direcția stratului de oxid în jurul porții, crescând astfel câștig (de unde și numele) a grosimii canalului, permițând trecerea fluidului mai liberă curent.

Caracteristicile modului de câștig

O creștere a tensiunii pozitive a porții va determina rezistența canalului. Acest lucru nu va arăta un tester de tranzistor, acesta poate verifica numai integritatea tranzițiilor. Pentru a reduce creșterea ulterioară, este necesar să se mărească curentul de scurgere. Cu alte cuvinte, pentru modul de amplificare al MOSFET-ului cu canale n:

1. Transistorul de semnal pozitiv trece în modul conductiv.
2. Absența unui semnal sau a valorii sale negative transformă tranzistorul într-un mod neconductor. Prin urmare, în modul de amplificare, MOSFET este echivalent cu un comutator "normal deschis".

Declarațiile converse sunt valabile pentru regimurile de amplificare a tranzistorilor MOS cu canale p. La tensiune zero, aparatul este în modul "Oprit" și canalul este deschis. Aplicarea unei tensiuni negative la poarta de tip p din MOSFET mărește conductivitatea canalelor, traducând modul "on". Puteți verifica folosind un tester (digital sau comutator). Apoi pentru modul de câștig al canalului p-MOSFET:

1. Un semnal pozitiv traduce tranzistorul "Off".
2. Funcția negativă activează tranzistorul în modul "On".

Mod de amplificare a MOSFET-ului cu canale N

În modul de amplificare, MOSFET-urile au o rezistență scăzută la intrare în modul de conducere și extrem de ridicate în modul ne-conductiv. De asemenea, rezistența lor infinit de mare la intrare, datorită declanșării izolate. Modul de amplificare a tranzistorului este utilizat în circuite integrate pentru a obține tipul de porți logice CMOS și comutarea circuitelor de putere într-o formă, cum ar fi intrările PMOS (canal P) și NMOS (N-canal). CMOS este complementar cu MOS în România în sensul că acest dispozitiv logic are atât PMOS, cât și NMOS în proiectarea sa.

Amplificator pe MOSFET

La fel ca cele de pe câmp, tranzistoarele MOSFET pot fi utilizate pentru fabricarea amplificatoarelor clasa "A". Circuitele amplificatoare cu tranzistor MOS cu canal N de modul de câștig inițial comun sunt cele mai populare. amplificatoare MOSFET modul de epuizare foarte similar cu circuitele care utilizează dispozitive de câmp, cu excepția faptului că MOSFET (adică, și ce tipuri sunt, discutate mai sus) are o impedanță de intrare mare.

Această impedanță este controlată la intrare de către un circuit rezistiv de polarizare format de rezistoarele R1 și R2. În plus, semnalul de ieșire pentru o sursă comună amplificator pe tranzistori MOSFET în modul câștig este inversat, deoarece atunci când tensiunea de intrare este scăzută, tranziția tranzistorului este deschisă. Acest lucru poate fi verificat prin faptul că aveți doar un tester (digital sau chiar comutator) în arsenal. Cu un tranzistor de tensiune mare de intrare în modul pornit, tensiunea de ieșire este extrem de scăzută.