MOSFET - apa itu? Aplikasi dan verifikasi transistor

Dalam artikel ini Anda akan belajar tentang transistor, MOSFET, yaitu, beberapa sirkuit di sana. Setiap jenis transistor efek medan, yang input elektrik terisolasi dari saluran tercatat utama saat ini. Dan itulah sebabnya disebut transistor efek medan dengan gerbang terisolasi. Jenis yang paling umum dari suatu transistor efek medan, yang digunakan dalam berbagai jenis sirkuit elektronik, yang disebut transistor efek medan metal-oxide-semiconductor berbasis atau transisi MOS transistor (disingkat singkatan dari elemen ini).

Apa MOSFET?

MOSFET adalah FET tegangan yang dikendalikan, yang berbeda dari lapangan di bahwa ia memiliki "oksida logam" gerbang elektroda yang elektrik terisolasi dari utama semikonduktor n-channel atau p-channel dengan lapisan sangat tipis dari bahan isolasi. Sebagai aturan, itu adalah silika (dan jika sederhana, kaca).

Ini ultra-tipis terisolasi logam gerbang elektroda dapat dianggap sebagai satu piring kapasitor. masukan kontrol Isolasi membuat perlawanan dari MOSFET sangat tinggi, hampir tak terbatas.

Sebagai lapangan, transistor MOS memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi. Hal ini dapat dengan mudah mengumpulkan sejumlah besar muatan statis, yang menyebabkan kerusakan, jika tidak hati-hati dilindungi oleh rantai.

Perbedaan dari MOSFET transistor efek medan

Perbedaan utama dari lapangan adalah bahwa MOSFET tersedia dalam dua bentuk dasar:

1. Deplesi - transistor membutuhkan tegangan gerbang-sumber untuk perangkat switching untuk "OFF". modus penipisan MOSFET setara dengan "biasanya tertutup" switch.
2. Saturasi - transistor membutuhkan tegangan gerbang-sumber untuk menghidupkan perangkat. Gain Modus MOSFET setara dengan saklar dengan "biasanya tertutup" kontak.

Simbol transistor pada sirkuit

Garis antara koneksi dari drain dan sumber saluran semikonduktor. Jika diagram yang menunjukkan transistor MOSFET, itu diwakili oleh garis padat lemak, elemen beroperasi dalam mode penipisan. Karena saat ini dapat mengalir dari drain ke gerbang nol potensial. Jika saluran tersebut ditampilkan sejalan phantom atau garis patah, transistor beroperasi dalam mode saturasi karena arus mengalir dengan nol gerbang potensial. Panah arah menunjukkan saluran konduktif atau tipe-p semikonduktor tipe-p. Dan transistor dalam negeri yang ditunjuk dengan cara yang sama seperti rekan-rekan asing mereka.

Struktur dasar dari MOSFET transistor

Desain MOSFET (yang, dijelaskan secara rinci dalam artikel) sangat berbeda dari lapangan. Kedua jenis transistor digunakan medan listrik yang diciptakan oleh tegangan gerbang. Untuk mengubah aliran pembawa muatan, elektron dalam n-channel atau pembuka untuk p-channel melalui saluran sumber-drain semikonduktif. Gerbang elektroda ditempatkan di atas lapisan isolasi sangat tipis dan memiliki sepasang daerah tipe-p kecil hanya di bawah drain dan sumber elektroda.

tidak berlaku ada pembatasan oleh terisolasi perangkat gerbang MOS transistor. Oleh karena itu mungkin untuk menghubungkan ke gerbang sumber MOSFET baik polaritas (positif atau negatif). Perlu dicatat bahwa transistor lebih sering diimpor dari rekan-rekan dalam negeri mereka.

Hal ini membuat perangkat MOSFET terutama berguna sebagai switch atau perangkat logika elektronik, karena tanpa pengaruh dari luar, mereka biasanya tidak melakukan saat ini. Alasan untuk input yang tinggi gerbang perlawanan ini. Oleh karena itu, sangat kecil atau kontrol tidak signifikan diperlukan untuk transistor MOS. Karena mereka adalah perangkat yang dikendalikan energi eksternal.

Modus penipisan MOSFET

Modus penipisan terjadi lebih jarang daripada mode gain tanpa tegangan bias diterapkan ke pintu gerbang. Artinya, saluran memegang nol tegangan gerbang, oleh karena itu, perangkat "biasanya tertutup". Diagram digunakan untuk merujuk kepada garis yang solid biasanya tertutup saluran konduktif.

Untuk deplesi n-channel MOS transistor, tegangan gerbang-sumber negatif adalah negatif, hal itu akan menguras (maka nama) dari melakukan elektron bebas channel transistor nya. Demikian juga untuk p-channel MOS transistor adalah menipisnya tegangan gerbang-sumber positif, saluran akan menguras lubang bebas mereka, bergerak perangkat dalam keadaan non-melakukan. Tapi kelangsungan transistor tidak tergantung pada apa modus operasi.

Dengan kata lain, modus penipisan n-channel MOSFET:

1. Tegangan positif pada saluran adalah jumlah yang lebih besar dari elektron dan arus.
2. Ini berarti tegangan kurang negatif dan arus elektron.

Kebalikannya juga berlaku untuk p-channel transistor. Sementara modus penipisan MOSFET setara dengan "normal terbuka" switch.

N-channel MOS transistor dalam modus penipisan,

Modus penipisan MOSFET dibangun dengan cara yang sama seperti yang dari transistor efek medan. Selain itu, saluran drain-source - lapisan konduktif dengan elektron dan lubang, yang hadir dalam n-jenis atau tipe-p saluran. Seperti saluran doping menciptakan resistensi jalur konduktif rendah antara drain dan sumber dengan tegangan nol. Menggunakan transistor tester dapat melakukan pengukuran arus dan tegangan pada output dan masukan.

Gain Modus MOSFET

Lebih umum pada transistor MOSFET adalah modus gain, itu adalah kembali ke modus penipisan. Ada melakukan saluran ringan doped atau undoped, yang membuatnya non-konduktif. Hal ini mengarah pada fakta bahwa perangkat dalam modus siaga tidak melakukan (ketika tegangan bias gerbang adalah nol). Diagram untuk menggambarkan jenis MOS transistor digunakan garis patah untuk menunjukkan saluran biasanya terbuka melakukan.

Untuk meningkatkan N-channel MOS transistor drain saat akan hanya mengalir saat tegangan gerbang diterapkan ke gerbang lebih besar dari tegangan ambang. Dengan menerapkan tegangan positif ke gerbang tipe-p MOSFET (yaitu, mode operasi, sirkuit beralih dijelaskan dalam artikel) menarik lebih banyak elektron ke arah lapisan oksida sekitar pintu gerbang, sehingga meningkatkan keuntungan (maka nama) dari ketebalan saluran, yang memungkinkan aliran bebas saat ini.

Fitur modus Gain

Peningkatan tegangan gerbang positif akan menyebabkan munculnya resistensi dalam saluran. Ini tidak akan menampilkan transistor tester, hanya dapat memverifikasi integritas transisi. Untuk mengurangi pertumbuhan lebih lanjut, perlu untuk meningkatkan drain saat. Dengan kata lain, untuk meningkatkan modus n-channel MOSFET:

1. Sebuah transistor sinyal positif diterjemahkan ke dalam modus budidaya.
2. Tidak ada sinyal atau nilai negatif diterjemahkan ke dalam modus transistor nonconductive. Oleh karena itu, dalam modus amplifikasi MOSFET setara dengan "normal terbuka" switch.

Penegasan sebaliknya berlaku untuk mode meningkatkan p-channel MOS transistor. Pada tegangan nol perangkat di "OFF" dan saluran terbuka. Menerapkan nilai tegangan negatif ke gerbang tipe-p kenaikan MOSFET dalam saluran konduktivitas, menerjemahkan modus "On". Anda dapat memeriksa menggunakan tester (digital atau dial). Kemudian rezim mendapatkan p-channel MOSFET:

1. sinyal positif menjadikan transistor "off."
2. Negatif termasuk transistor dalam mode "On".

modus gain N-channel MOSFET

Dalam amplifikasi modus MOSFET memiliki rendah impedansi masukan dalam modus konduksi dan nonconducting sangat tinggi. Juga, ada impedansi masukan jauh tinggi karena gerbang terisolasi mereka. gain mode transistor digunakan dalam sirkuit terpadu untuk menerima CMOS gerbang logika dan switching sirkuit listrik dalam bentuk sebagai PMOS (P-channel) dan NMOS (N-channel) masukan. CMOS - MOS adalah pelengkap dalam arti bahwa itu adalah perangkat logis memiliki kedua PMOS, dan NMOS dalam desain.

MOSFET amplifier

Sama seperti lapangan, transistor MOSFET dapat digunakan untuk membuat amplifier kelas "A". Amplifier sirkuit dengan N-channel MOS transistor dalam rezim sumber yang sama gain adalah yang paling populer. MOSFET amplifier penipisan modus yang sangat mirip dengan sirkuit menggunakan perangkat lapangan, kecuali bahwa MOSFET (yaitu, dan apa jenis yang, dibahas di atas) memiliki impedansi masukan yang tinggi.

impedansi ini dikendalikan oleh jaringan biasing masukan resistif yang dibentuk oleh resistor R1 dan R2. Selanjutnya, sinyal output untuk sumber umum amplifier transistor MOSFET dalam modus amplifikasi terbalik karena, ketika tegangan input rendah, maka transistor bagian terbuka. Hal ini dapat diverifikasi, memiliki di gudang hanya tester (digital atau dial). Pada masukan yang tinggi tegangan transistor dalam modus ON, tegangan output sangat rendah.