Палявы транзістар метал-аксід-паўправаднік (MOSFET, MOS-FET або MOS FET) - гэта тып палявога транзістара (FET), які часцей за ўсё вырабляецца шляхам кантраляванага акіслення крэмнію. Ён мае ізаляваны затвор, напружанне якога вызначае праводнасць прылады.
Яго галоўная асаблівасць заключаецца ў тым, што паміж металічнай засаўкай і каналам знаходзіцца ізаляцыйны пласт з дыяксіду крэмнію, таму ён мае высокае ўваходнае супраціўленне (да 1015Ω). Ён таксама дзеліцца на N-канальную трубку і P-канальную трубку. Звычайна падкладка (субстрат) і крыніца S злучаюцца разам.
У залежнасці ад розных рэжымаў праводнасці МАП-транзістары дзеляцца на тып узмацнення і тып знясілення.
Так званы тып паляпшэння азначае: калі VGS=0, трубка знаходзіцца ў стане адключэння. Пасля дадання правільнага VGS большасць носьбітаў прыцягваецца да засаўкі, такім чынам "узмацняючы" носьбіты ў гэтай вобласці і ўтвараючы правадзячы канал. .
Рэжым знясілення азначае, што калі VGS=0, фарміруецца канал. Калі дадаецца правільны VGS, большасць носьбітаў можа выцякаць з канала, такім чынам «вычэрпваючы» носьбіты і выключаючы трубку.
Адрозніце прычыну: уваходнае супраціўленне JFET больш за 100 МОм, а каэфіцыент праводнасці вельмі высокі, калі засаўка кіруецца магнітным полем у памяшканні вельмі лёгка выявіць працоўны сігнал дадзеных напружання на засаўцы, так што трубаправод імкнецца да быць да, або мае тэндэнцыю быць уключана-выключана. Калі індукцыйнае напружанне цела неадкладна дадаць да засаўкі, таму што асноўныя электрамагнітныя перашкоды моцныя, вышэйапісаная сітуацыя будзе больш значнай. Калі стрэлка лічыльніка рэзка адхіляецца ўлева, гэта азначае, што трубаправод мае тэндэнцыю ўверх, рэзістар сток-выток RDS пашыраецца, а велічыня току сток-выток памяншае IDS. І наадварот, стрэлка лічыльніка рэзка адхіляецца ўправа, паказваючы, што трубаправод мае тэндэнцыю ўключацца-выключацца, RDS зніжаецца, а IDS падымаецца. Аднак дакладны кірунак, у якім адхіляецца стрэлка лічыльніка, павінен залежаць ад станоўчага і адмоўнага полюсаў індукаванага напружання (рабочае напружанне ў дадатным напрамку або працоўнае напружанне ў адваротным кірунку) і працоўнай сярэдняй кропкі трубаправода.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
Прымаючы ў якасці прыкладу канал N, ён зроблены на крэмніевай падкладцы P-тыпу з дзвюма моцна легаванымі абласцямі дыфузіі крыніцы N+ і абласцямі дыфузіі сцёку N+, а затым электрод вытоку S і электрод сцёку D выводзяцца адпаведна. Крыніца і падкладка ўнутрана звязаны, і яны заўсёды захоўваюць аднолькавы патэнцыял. Калі сток падлучаны да плюсавай клемы крыніцы харчавання, а крыніца - да адмоўнай клемы крыніцы харчавання і VGS=0, ток канала (г.зн. ток сцёку) ID=0. Калі VGS паступова павялічваецца, прыцягнуты станоўчым напругай на засаўцы, адмоўна зараджаныя нязначныя носьбіты індуктуюцца паміж дзвюма дыфузійнымі абласцямі, утвараючы канал N-тыпу ад стоку да крыніцы. Калі VGS больш, чым напружанне ўключэння VTN трубкі (як правіла, каля +2 В), N-канальная трубка пачынае праводзіць, утвараючы ток сцёку ID.
VMOSFET (VMOSFET), яго поўная назва V-groove MOSFET. Гэта нядаўна распрацаванае высокаэфектыўнае прылада пераключэння сілкавання пасля MOSFET. Ён успадкоўвае не толькі высокі ўваходны супраціў МОП-транзістара (≥108 Вт), але і малы ток кіравання (каля 0,1 мкА). Ён таксама мае выдатныя характарыстыкі, такія як высокае вытрымлівальнае напружанне (да 1200 В), вялікі працоўны ток (1,5 А ~ 100 А), высокая выхадная магутнасць (1 ~ 250 Вт), добрая лінейнасць праводнасці і высокая хуткасць пераключэння. Менавіта таму, што ён спалучае ў сабе перавагі вакуумных лямпаў і сілавых транзістараў, ён шырока выкарыстоўваецца ва ўзмацняльніках напружання (узмацненне напружання можа дасягаць тысячы разоў), узмацняльніках магутнасці, імпульсных крыніцах харчавання і інвертарах.
Як мы ўсе ведаем, засаўка, выток і сцёк традыцыйнага MOSFET знаходзяцца прыкладна на адной гарызантальнай плоскасці мікрасхемы, і яго працоўны ток у асноўным цячэ ў гарызантальным кірунку. Трубка VMOS адрозніваецца. Ён мае дзве асноўныя канструктыўныя асаблівасці: па-першае, металічныя вароты маюць V-вобразную канаўку; па-другое, ён мае вертыкальную праводнасць. Паколькі сцёк адцягваецца ад задняй часткі чыпа, ID цячэ не гарызантальна ўздоўж чыпа, а пачынаецца з моцна легіраванай вобласці N+ (крыніца S) і ўпадае ў слаба легіраваную вобласць N-дрэйфу праз P-канал. Нарэшце, ён цягнецца вертыкальна ўніз, каб дрэнажаваць D. Паколькі плошча папярочнага перасеку патоку павялічваецца, праз яго могуць праходзіць вялікія токі. Паколькі паміж засаўкай і мікрасхемай знаходзіцца ізаляцыйны пласт з дыяксіду крэмнію, гэта па-ранейшаму MOSFET з ізаляваным затворам.
Перавагі выкарыстання:
MOSFET - гэта элемент з кіраваннем напругай, а транзістар - элемент з кіраваннем токам.
МАП-транзістары варта выкарыстоўваць, калі толькі невялікая колькасць току дазваляецца атрымліваць ад крыніцы сігналу; транзістары павінны выкарыстоўвацца, калі напружанне сігналу нізкае і большы ток дазваляецца атрымліваць ад крыніцы сігналу. MOSFET выкарыстоўвае асноўныя носьбіты для правядзення электрычнасці, таму яго называюць уніпалярным прыладай, у той час як транзістары выкарыстоўваюць як асноўныя, так і меншыя носьбіты для правядзення электрычнасці, таму яго называюць біпалярным прыладай.
Выток і сцёк некаторых MOSFET могуць выкарыстоўвацца ўзаемазаменна, а напружанне засаўкі можа быць станоўчым або адмоўным, што робіць іх больш гнуткімі, чым трыёды.
MOSFET можа працаваць ва ўмовах вельмі малога току і вельмі нізкага напружання, а яго вытворчы працэс можа лёгка інтэграваць мноства MOSFET на крамянёвым чыпе. Такім чынам, MOSFET шырока выкарыстоўваецца ў буйных інтэгральных схемах.
Olueky MOSFET SOT-23N
Адпаведныя прыкладныя характарыстыкі MOSFET і транзістара
1. Крыніца s, затвор g і сток d MOSFET адпавядаюць эмітару e, базе b і калектару c транзістара адпаведна. Іх функцыі падобныя.
2. MOSFET - гэта прылада току з рэгуляваннем напружання, iD кіруецца vGS, і яго каэфіцыент узмацнення gm звычайна малы, таму здольнасць MOSFET да ўзмацнення дрэнная; транзістар - гэта прылада току з кіраваннем токам, а iC кіруецца iB (або iE).
3. Затвор MOSFET амаль не спажывае ток (ig»0); у той час як база транзістара заўсёды спажывае пэўны ток, калі транзістар працуе. Такім чынам, уваходнае супраціўленне засаўкі MOSFET вышэй, чым уваходнае супраціўленне транзістара.
4. MOSFET складаецца з некалькіх нясучых, якія ўдзельнічаюць у праводнасці; транзістары маюць дзве носьбіты, некалькі і нязначныя носьбіты, якія ўдзельнічаюць у праводнасці. На канцэнтрацыю нязначных носьбітаў моцна ўплываюць такія фактары, як тэмпература і радыяцыя. Такім чынам, MOSFETs маюць лепшую тэмпературную стабільнасць і больш моцную радыяцыйную ўстойлівасць, чым транзістары. MOSFET варта выкарыстоўваць там, дзе ўмовы навакольнага асяроддзя (тэмпература і г.д.) моцна адрозніваюцца.
5. Калі зыходны метал і падкладка MOSFET злучаны разам, крыніца і сцёк могуць выкарыстоўвацца ўзаемазаменна, і характарыстыкі мала мяняюцца; у той час як калі калектар і эмітэр трыёда ўзаемазаменныя, характарыстыкі моцна адрозніваюцца. Значэнне β будзе значна зніжана.
6. Каэфіцыент шуму MOSFET вельмі малы. МОП-транзістар павінен выкарыстоўвацца як мага часцей ва ўваходным каскадзе схем узмацняльніка з нізкім узроўнем шуму і схем, якія патрабуюць высокага стаўлення сігнал/шум.
7. І МАП-транзістар, і транзістар могуць утвараць розныя схемы ўзмацняльніка і схемы пераключэння, але першы мае просты вытворчы працэс і мае такія перавагі, як нізкае энергаспажыванне, добрая тэрмічная стабільнасць і шырокі дыяпазон працоўнага напружання крыніцы харчавання. Такім чынам, ён шырока выкарыстоўваецца ў буйнамаштабных і вельмі буйнамаштабных інтэгральных схемах.
8. Транзістар мае вялікае супраціўленне ўключэння, у той час як MOSFET мае невялікае супраціўленне ўключэння, усяго некалькі сотняў мОм. У цяперашніх электрычных прыладах MOSFET звычайна выкарыстоўваюцца ў якасці перамыкачоў, і іх эфектыўнасць адносна высокая.
WINSOK SOT-323 MOSFET з інкапсуляцыяй
MOSFET супраць біпалярнага транзістара
МАП-транзістар - гэта прылада з кіраваннем напругай, і засаўка практычна не прымае ток, у той час як транзістар - гэта прылада з кіраваннем токам, і база павінна прымаць пэўны ток. Такім чынам, калі намінальны ток крыніцы сігналу вельмі малы, варта выкарыстоўваць MOSFET.
MOSFET - гэта праваднік з некалькімі носьбітамі, у той час як абодва носьбіты транзістара ўдзельнічаюць у праводнасці. Паколькі канцэнтрацыя нязначных носьбітаў вельмі адчувальная да знешніх умоў, такіх як тэмпература і радыяцыя, MOSFET больш падыходзіць для сітуацый, калі навакольнае асяроддзе моцна змяняецца.
У дадатак да выкарыстання ў якасці ўзмацняльнікаў і кіраваных перамыкачоў, такіх як транзістары, МАП-транзістары таксама могуць выкарыстоўвацца ў якасці зменных лінейных рэзістараў з кіраваннем напругай.
Выток і сцёк MOSFET сіметрычныя па структуры і могуць выкарыстоўвацца ўзаемазаменна. Напружанне затвор-выток MOSFET у рэжыме знясілення можа быць станоўчым або адмоўным. Такім чынам, выкарыстанне MOSFET з'яўляецца больш гнуткім, чым транзістары.
Час публікацыі: 13 кастрычніка 2023 г
