MOSFET minangka salah sawijining komponen paling dhasar ing industri semikonduktor. Ing sirkuit elektronik, MOSFET umume digunakake ing sirkuit amplifier daya utawa sirkuit sumber daya switching lan akeh digunakake. Ing ngisor iki,OLUKEYbakal menehi panjelasan rinci babagan prinsip kerja MOSFET lan nganalisa struktur internal MOSFET.
Apa ikuMOSFET
MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor (MOSFET). Iki minangka transistor efek lapangan sing bisa digunakake kanthi akeh ing sirkuit analog lan sirkuit digital. Miturut prabédan polaritas saka "saluran" (operator kerja), bisa dipérang dadi rong jinis: "N-jinis" lan "P-jinis", kang asring disebut NMOS lan PMOS.
Prinsip kerja MOSFET
MOSFET bisa dipérang dadi jinis paningkatan lan jinis panipisan miturut mode kerja. Jinis penambahan nuduhake MOSFET nalika ora voltase bias ditrapake lan ora ana consaluran ductive. Jinis panipisan nuduhake MOSFET nalika ora ana voltase bias ditrapake. Saluran konduktif bakal katon.
Ing aplikasi nyata, mung ana jinis penambahan saluran N lan MOSFET jinis peningkatan saluran P. Wiwit NMOSFET duwe resistance cilik ing negara lan gampang digawe, NMOS luwih umum tinimbang PMOS ing aplikasi nyata.
Mode paningkatan MOSFET
Ana loro back-to-back PN prapatan antarane saluran D lan sumber S saka MOSFET-mode penambahan. Nalika voltase gerbang-sumber VGS = 0, sanajan VDS voltase saluran-sumber ditambahake, tansah ana prapatan PN ing negara bias mbalikke, lan ora ana saluran konduktif antarane saluran lan sumber (ora ana saiki mili. ). Mulane, ID saiki saluran = 0 ing wektu iki.
Ing wektu iki, yen voltase maju ditambahake antarane gapura lan sumber. Yaiku, VGS> 0, banjur medan listrik kanthi gapura sing didadekake siji karo substrat silikon P-jinis bakal diasilake ing lapisan insulasi SiO2 antarane elektroda gerbang lan substrat silikon. Amarga lapisan oksida isolasi, tegangan VGS sing ditrapake ing gerbang ora bisa ngasilake saiki. A kapasitor kui ing loro-lorone saka lapisan oksida, lan VGS padha karo sirkuit ngisi kapasitor iki (kapasitor). Lan generate lapangan listrik, minangka VGS alon mundhak, kepincut dening voltase positif saka gapura. A nomer akeh elektron nglumpukake ing sisih liyane saka kapasitor iki (kapasitor) lan nggawe N-jinis saluran konduktif saka saluran kanggo sumber. Nalika VGS ngluwihi voltase nguripake VT saka tabung (umume bab 2V), tabung N-saluran mung wiwit tumindak, ngasilake ID saiki saluran. Kita nelpon voltase gerbang-sumber nalika saluran pisanan wiwit generate voltase nguripake. Umumé ditulis minangka VT.
Ngontrol ukuran voltase gerbang VGS ngganti kekuatan utawa kelemahane medan listrik, lan efek ngontrol ukuran ID saiki saluran bisa digayuh. Iki uga minangka fitur penting MOSFET sing nggunakake medan listrik kanggo ngontrol arus, mula diarani transistor efek lapangan.
Struktur internal MOSFET
Ing substrat silikon P-jinis karo konsentrasi impurity kurang, loro N + wilayah karo konsentrasi impurity dhuwur digawe, lan loro elektroda sing digambar metu saka aluminium logam kanggo ngawula minangka saluran d lan sumber s mungguh. Banjur lumahing semikonduktor ditutupi karo lapisan insulating silikon dioksida (SiO2) banget lancip, lan elektroda aluminium dipasang ing lapisan insulating antarane saluran lan sumber kanggo ngawula minangka gapura g. Elektroda B uga digambar metu ing landasan, mbentuk N-saluran tambahan-mode MOSFET. Padha bener kanggo tatanan internal P-saluran tambahan-jinis MOSFETs.
MOSFET saluran N lan simbol sirkuit MOSFET saluran P
Gambar ing ndhuwur nuduhake simbol sirkuit MOSFET. Ing gambar, D minangka saluran, S minangka sumber, G minangka gapura, lan panah ing tengah nuduhake landasan. Yen panah nuding mlebu, nuduhake MOSFET saluran N, lan yen panah metu, nuduhake MOSFET saluran P.
MOSFET saluran N ganda, MOSFET saluran P lan simbol sirkuit MOSFET saluran N + P
Nyatane, sajrone proses manufaktur MOSFET, substrate disambungake menyang sumber sadurunge ninggalake pabrik. Mulane, ing aturan symbology, simbol panah makili substrat uga kudu disambungake menyang sumber kanggo mbedakake saluran lan sumber. Polaritas voltase sing digunakake MOSFET padha karo transistor tradisional. Saluran N padha karo transistor NPN. Saluran D disambungake menyang elektroda positif lan sumber S disambungake menyang elektroda negatif. Nalika gerbang G duwe voltase positif, saluran konduktif dibentuk lan MOSFET saluran N wiwit bisa digunakake. Kajaba iku, saluran P padha karo transistor PNP. Saluran D disambungake menyang elektroda negatif, sumber S disambungake menyang elektroda positif, lan nalika gerbang G duwe voltase negatif, saluran konduktif dibentuk lan MOSFET saluran P wiwit bisa.
Prinsip switching loss MOSFET
Apa iku NMOS utawa PMOS, ana resistance internal konduksi kui sawise diuripake, supaya saiki bakal nganggo energi ing resistance internal iki. Bagian saka energi sing dikonsumsi diarani konsumsi konduksi. Milih MOSFET kanthi resistensi internal konduksi cilik bakal nyuda konsumsi konduksi kanthi efektif. Rintangan internal saiki saka MOSFET daya kurang umume watara puluhan milliohms, lan ana uga sawetara milliohms.
Nalika MOS diuripake lan mungkasi, iku kudu ora temen maujud ing cepet. Tegangan ing loro-lorone saka MOS bakal nyuda efektif, lan saiki mili liwat iku bakal nambah. Sajrone periode iki, mundhut MOSFET minangka produk voltase lan arus, yaiku mundhut switching. Umumé, mundhut ganti luwih gedhe tinimbang kerugian konduksi, lan luwih cepet frekuensi ganti, luwih akeh kerugian.
Produk voltase lan arus ing wayahe konduksi gedhe banget, nyebabake kerugian sing gedhe banget. Ngalih losses bisa suda ing rong cara. Salah siji kanggo ngurangi wektu ngoper, kang bisa èfèktif nyuda mundhut sak saben turn-on; liyane kanggo ngurangi frekuensi ngoper, kang bisa ngurangi jumlah ngalih saben unit wektu.
Ing ndhuwur minangka panjelasan rinci babagan diagram prinsip kerja MOSFET lan analisis struktur internal MOSFET. Kanggo mangerteni sing luwih lengkap babagan MOSFET, welcome kanggo takon OLUKEY kanggo nyedhiyani sampeyan karo MOSFET technical support!
Wektu kirim: Dec-16-2023
