Мосфет - энэ юу вэ? Транзисторын хэрэглээ болон туршилт

Энэ өгүүлэлд MOSFET транзисторын тухай мэдэж авах болно , энэ юу вэ, ямар төрлийн холболтын схем байдаг. Оролтын сувагын үндсэн урсгалаас оролт нь цахилгаанаар тусгаарлагдсан FET төрлийн байна. Тийм учраас энэ нь тусгаарлагдмал хаалгатай талбар-нөлөө транзистор гэж нэрлэгддэг. Ихэнх төрлийн электрон хэлхээнд ашигладаг хээрийн нөлөө транзистор гэдэг нь метал-оксид-хагас дамжуулагч талбар-нөлөө транзистор юмуу MOS транзистор (энэ элементийн товчилсон товчлол) дээр тулгуурладаг.

MOSFET транзистор гэж юу вэ?

MOSFET нь хүчдэлийн хяналттай талбар-үр дүнгийн транзистор бөгөөд талбайнуудаас ялгаатай нь "хагас дамжуулагчийн гол электродоос" металл оксид "электродтой цахилгаан тусгаарлагчаар тусгаарлагдсан маш нимгэн давхарга бүхий n-суваг буюу p-type сувгаар цахилгаан тусгаарлагдсан байна. Дүрмээр бол энэ нь цахиурын диоксид (хэрэв амархан, шилэн бол).

Энэ хэт нимгэн тусгаарлагдсан төмөр хаалга электродыг конденсаторын хавтан гэж үзэж болно. Хяналтын оролтыг тусгаарлах нь MOSFET-ийн эсэргүүцэл нь маш өндөр, бараг хязгааргүй байдаг.

Талбар шиг MOSFETs нь оролтын эсэргүүцэлтэй маш их байдаг. Энэ нь статик цэнэгийг их хэмжээгээр хуримтлуулж чадах бөгөөд ингэснээр хэлхээг анхааралтай хамгаалаагүй тохиолдолд сүйрэлд хүргэдэг.

Хээрийн нөлөөллийн транзистороос MOSFET ялгаатай байна

Энэ талбараас гол ялгаа нь MOSFETs нь үндсэн хоёр хэлбэрээр хийгдсэн байдаг:

1. Доройтол - транзистор нь төхөөрөмжийг "Off" байрлалд шилжүүлэх үүднээс эх үүсвэрийн хүчдэл шаарддаг. MOSFET-ийн хомсдолын горим нь "ердийн хаалттай" унтраалгатай ижил байна.
2. Saturation - транзистор нь төхөөрөмжийг асаахад хаалга-эх хүчдэл шаарддаг. MOSFET өсгөгч горим нь "ердийн хаалттай" контактуудтай адил юм.

Гүйлгээнд байгаа транзисторын график дүрслэл

Дамжуулах болон эх үүсвэрийн холболтын хоорондох шугам нь хагас дамжуулагч суваг юм. MOSFET транзисторыг дүрсэлсэн хэлхээг хатуу хатуу шугамаар төлөөлж байгаа бол элемент нь хомсдолын горимд ажилладаг. Ус зайлуулах хоолойн урсгал нь тэг хаалгатай потенциалаар урсаж болно. Хэрвээ сувгийн шугамыг цэгтэй буюу эвдэрсэн бол транзистор нь тэг хаалгатай потенциал гүйдэлтэй урсгалаас болж ханасан горимд ажилладаг. Сумны чиглэл нь p-type дамжуулагч суваг, p-төрөл буюу хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг заана. Дотоодын транзисторууд нь гадаад аналогитай яг ижил аргаар хийгддэг.

MOSFET транзисторийн үндсэн бүтэц

MOSFET-ийн дизайны загвар нь (өгүүллээр дэлгэрэнгүй тайлбарласан байгаа) талбараас маш их ялгаатай байна. Транзисторын хоёр төрлийг цахилгаан гүйдлийн хаалгаар хүчдэл үүсгэдэг. Шатах тээгчдийн урсгал, p-суваг эсвэл р сувгийн нээлхийн элементийг өөрчлөх, хагас дамжуулагч суваг дамжуулагч сувгаар дамжуулна. Хаалганы электрод нь маш нимгэн тусгаарлагч давхаргатай орой дээр байрлана. Зөвхөн ус зайлуулах цооног, электродын эх үүсвэрийн жижиг p-төрлүүд байдаг.

MOSFET-д зориулсан тусгаарлагдсан хаалга төхөөрөмжийг ашиглахгүйгээр ямар ч хязгаарлалт тавьдаггүй. Тиймээс дохионы эх үүсвэрийг MOSFET-ийн хаалган дээр эерэг эсвэл сөрөг аль нэгээр холбох боломжтой. Импортоор транзистор нь дотоодын түншүүдээсээ илүү нийтлэг байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Энэ нь MOSFET төхөөрөмжүүд нь цахим унтраалга эсвэл логик төхөөрөмжтэй адил үнэ цэнэтэй байдаг. Учир нь гадаад интерференцгүй байх нь ихэвчлэн гүйдэлгүй байдаг. Үүний шалтгаан нь Хөшигний оролтын өндөр эсэргүүцэл юм. Үүний дүнд MOSFET-ийн хувьд маш бага буюу ач холбогдолгүй хяналт шаардлагатай байна. Эцсийн эцэст тэдгээр нь хүчдэлээр гаднаас хяналттай төхөөрөмж юм.

MOSFET-ийн хомсдолын горим

Хаягдлын горим нь хаалган дахь хэвийсэн хүчдэлийг ашиглахгүйгээр олшрох горимоос хамаагүй бага тохиолддог. Өөрөөр хэлбэл суваг хаалга дээрх тэг хүчдэлтэй байдаг тул төхөөрөмж "ихэвчлэн хаалттай" байдаг. Эдгээр хэлхээ нь хатуу шугамыг ашиглан энгийн хаалттай дамжуулагч сувгийг илэрхийлдэг.

N-суваг MOSFET-д сөрөг хаалга-эх хүчдэлийн сөрөг нь сөрөг транзисторийн чөлөөт электронуудын сувгийг дамжуулах болно. Үүний нэгэн адил, p-суваг MOSFET-ийн хувьд, хаалганы эерэг эх үүсвэрийн хүчдэл нь цооногуудын сувгийг бууруулж, төхөөрөмжийг дамжуулагч төлөв рүү шилжүүлэх болно. Гэхдээ транзисторын тасралтгүй байдал нь ямар ажиллагааны горимоос хамаардаггүй.

Өөрөөр хэлбэл n-суваг MOSFET-ийн хомсдолын горимд:

1. Ус зайлуулах эерэг хүчдэл нь илүү электрон болон гүйдэл гэсэн үг юм.
2. Сөрөг хүчдэл гэдэг нь бага электрон ба гүйдэл гэсэн үг юм.

Р-сувгийн транзисторт буцалтгүй мэдэгдэл бас үнэн юм. Дараа нь MOSFET-ийн хомсдолын горим нь "ихэвчлэн нээлттэй" солихтой ижил байна.

N-суваг MOSFET нь хомсдолын горимд байна

MOSFET-ийн хомсдолын горим нь FET-ийн нэгэн адил баригдсан. Мөн ус зайлуулах сувгийн суваг нь p-type буюу p-type сувагт байдаг электронууд болон цооногуудтай давхрага юм. Энэ сувгийн допинг нь ус зайлуулах суваг болон тэг хүчдэл бүхий эх үүсвэрийн хоорондын бага эсэргүүцэлтэй дамжуулагч замыг үүсгэдэг. Транзистор шалгагч ашиглан та гаралт болон оролтоор гүйдэл ба хүчдэлийг хэмжиж болно.

MOSFET өсгөгч горим

MOSFET транзисторуудад илүү түгээмэл байдаг нь олз горим бөгөөд энэ нь хомсдолын горимд урвуу юм. Дамжуулах суваг сул doped эсвэл бүр цэвэрхэн биш, дамжуулалтгүй болгож байна. Энэ нь амралтын горимд гүйдэл гүйдэлгүй (хаалганы хэвийсэн утга хүчдэл тэг бол) болно. Энэ төрлийн MOSFET-ийг зөөвөрлөх хэлхээнд, эвдэрсэн шугамыг ихэвчлэн нээлттэй гүйдэл дамжуулж буй сувгийг тэмдэглэхэд ашигладаг.

N-суваг MOSFETийг нэмэгдүүлэхийн тулд босоо хүчдэлээс илүү хаалган дээр хүчдэлийн хүчдэлийг хэрэглэдэг үед л урсгалыг урсдаг. MOSFET p-type (өөрөөр хэлбэл үйл ажиллагааны горимууд, өгөгдөлд тусгагдсан сэлгэлтийн хэлхээнд) эерэг хүчдэлийг байрлуулах үед энэ нь хаалганы эргэн тойронд исэлдэх давхарга руу илүү электронуудыг татаж авдаг бөгөөд ингэснээр сувгийн зузаанын олзыг (үүнээс нь нэрийг) нэмэгдүүлж, илүү чөлөөтэй урсгалыг Одоогийн байдлаар.

Давтамжийн горимын онцлог

Нааштай хаалга хүчдэлийн өсөлт нь сувагт эсэргүүцэл үүсгэдэг. Энэ нь транзистор шалгагчийг үзүүлэхгүй бөгөөд зөвхөн дамжууллын бүрэн бүтэн байдлыг шалгаж чадна. Цаашдын өсөлтийг багасгахын тулд ус зайлуулах урсгалыг нэмэгдүүлэх хэрэгтэй. Өөрөөр хэлбэл, n-суваг MOSFET-ийн олшруулалтын горимд:

1. Эерэг дохионы транзистор нь горимд шилждэг.
2. Сигнал байхгүй эсвэл сөрөг утга нь транзисторыг дамжуулах горим руу хувиргадаг. Тиймээс олшруулах горимд MOSFET нь "ердийн нээлттэй" гэсэн утгатай тэнцүү байна.

Р-суваг MOS транзистор олшрох горимд урвуугаар илэрхийлэгддэг. Тэг хүчдэл дээр төхөөрөмж нь OFF горимд байгаа бөгөөд суваг нээлттэй байна. MOSFET дэх p-type gate-д сөрөг утгатай хүчдэлийг ашиглах нь сувгийн дамжуулах чанарыг дээшлүүлж, "on" горимыг хөрвүүлдэг. Тестер (тоон эсвэл шилжүүлэгч) ашиглан шалгаж болно. Дараа нь p-суваг MOSFET-ийн олз горимын хувьд:

1. Эерэг дохио нь "Off" транзисторыг хувиргадаг.
2. Сөрөг талыг транзистор дээр шилжүүлдэг.

N-суваг MOSFET-ийн олшрох хэлбэр

Энэхуу олшролтын горимд MOSFETs нь горимд ажиллах чадвар багатай, дамжуулах чадвар муутай байдаг. Түүнчлэн тусгаарлагдсан Хөшигнийх нь хязгааргүй өндөр оролтын эсэргүүцэл. Транзисторын олшруулалтын горим нь CMOS логик хаалганы төрлийг олж авах, PMOS (P суваг), NMOS (N-суваг) оролт зэрэг хэлбэрийн цахилгаан хэлхээний шилжүүлэлтийг авахын тулд транзисторын олшруулалтын горимыг ашигладаг. CMOS нь логик төхөөрөмж PMOS болон NMOS хоёулаа дизайных нь хувьд хоёуланд нь нэмэлт MOS байна .

MOSFET-ийн өсгөгч

MOSFET транзистор нь Class A өсгөгчүүдийг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Энгийн эхний давтамжтай N-суваг MOS транзистор бүхий өсгөгч хэлхээнүүд нь хамгийн түгээмэл юм. MOSFET-үүдийн хувьд хомсдолын хэлбэрийн өсгөгч нь хээрийн төхөөрөмжүүдийнхтэй маш төстэй. MOSFET (юу нь юу вэ, дээр дурьдсан ямар төрлүүд) дээрээс илүү оролтын эсэргүүцэлтэй байдаг.

Энэ эсэргүүцлийг R1 ба R2 резисторуудаар үүсгэсэн эсэргүүцлийн хэлхээний хэлхээнд оруулна. Түүнээс гадна, MOSFET транзистор дээрх түгээмэл өсгөгчийн эх үүсвэрийн гаралтын дохиог ололтын горимд урвуу ордог. Учир нь оролтын хүчдэл бага үед транзистор шилжүүлэлт нээлттэй байна. Үүнийг зөвхөн шалгагч (тоон эсвэл унтраагуур) аргаар шалгаж болно. Оролтын горимд өндөр хүчдэлийн транзистороор гаралтын хүчдэл маш бага байдаг.