Czy wiesz, co to jest MOSFET z kanałem N?

I. Podstawowa budowa i skład

N-kanałowy MOSFET składa się z następujących głównych elementów:

Brama:terminal sterujący, zmieniając napięcie bramki w celu sterowania kanałem przewodzącym pomiędzy źródłem a drenem.· ·

Źródło:Wypływ prądu, zwykle podłączony do ujemnej strony obwodu.· ·

Odpływ: dopływ prądu, zwykle podłączony do obciążenia obwodu.

Podłoże:Zwykle materiał półprzewodnikowy typu P, stosowany jako podłoże dla tranzystorów MOSFET.

Izolator:Znajduje się pomiędzy bramką a kanałem i jest zwykle wykonany z dwutlenku krzemu (SiO2) i działa jako izolator.

II. Zasada działania

Zasada działania N-kanałowego MOSFET-u opiera się na efekcie pola elektrycznego, który przebiega w następujący sposób:

Stan odcięcia:Gdy napięcie bramki (Vgs) jest niższe niż napięcie progowe (Vt), w podłożu typu P pod bramką nie tworzy się kanał przewodzący typu N, w związku z czym występuje stan odcięcia pomiędzy źródłem a drenem i prąd nie może płynąć.

Stan przewodności:Kiedy napięcie bramki (Vgs) jest wyższe niż napięcie progowe (Vt), dziury w podłożu typu P poniżej bramki są odpychane, tworząc warstwę zubożoną. Wraz z dalszym wzrostem napięcia bramki elektrony są przyciągane do powierzchni podłoża typu P, tworząc kanał przewodzący typu N. W tym momencie między źródłem a drenem tworzy się ścieżka i może płynąć prąd.

III. Rodzaje i cechy

N-kanałowe tranzystory MOSFET można podzielić na różne typy w zależności od ich charakterystyki, takie jak tryb wzmocnienia i tryb wyczerpania. Wśród nich tranzystory MOSFET w trybie wzmocnienia są w stanie odcięcia, gdy napięcie bramki wynosi zero i aby przewodzić, muszą przyłożyć dodatnie napięcie bramki; podczas gdy tranzystory MOSFET w trybie wyczerpania są już w stanie przewodzącym, gdy napięcie bramki wynosi zero.

N-kanałowe tranzystory MOSFET mają wiele doskonałych właściwości, takich jak:

Wysoka impedancja wejściowa:Bramka i kanał MOSFET-u są izolowane warstwą izolacyjną, co skutkuje wyjątkowo wysoką impedancją wejściową.

Niski poziom hałasu:Ponieważ działanie tranzystorów MOSFET nie wymaga wstrzykiwania i łączenia nośników mniejszościowych, hałas jest niski.

Niskie zużycie energii: Tranzystory MOSFET charakteryzują się niskim zużyciem energii zarówno w stanie włączonym, jak i wyłączonym.

Charakterystyka szybkiego przełączania:Tranzystory MOSFET charakteryzują się wyjątkowo dużą szybkością przełączania i nadają się do obwodów wysokiej częstotliwości i obwodów cyfrowych o dużej prędkości.

IV. Obszary zastosowań

N-kanałowe tranzystory MOSFET są szeroko stosowane w różnych urządzeniach elektronicznych ze względu na ich doskonałą wydajność, taką jak:

Obwody cyfrowe:Jako podstawowy element obwodów bramki logicznej realizuje przetwarzanie i sterowanie sygnałami cyfrowymi.

Obwody analogowe:Używany jako kluczowy element w obwodach analogowych, takich jak wzmacniacze i filtry.

Elektronika mocy:Stosowany do sterowania urządzeniami energoelektronicznymi, takimi jak zasilacze impulsowe i napędy silnikowe.

Inne obszary:Szeroko stosowane są również oświetlenie LED, elektronika samochodowa, komunikacja bezprzewodowa i inne dziedziny.

Podsumowując, N-kanałowy MOSFET, jako ważne urządzenie półprzewodnikowe, odgrywa niezastąpioną rolę we współczesnej technologii elektronicznej.