Zrozum zasadę działania MOSFET i wydajniej stosuj komponenty elektroniczne

Zrozumienie zasad działania tranzystorów MOSFET (tranzystor polowy metalowo-tlenkowo-półprzewodnikowy) ma kluczowe znaczenie dla skutecznego wykorzystania tych wysokowydajnych komponentów elektronicznych. Tranzystory MOSFET są niezbędnymi elementami urządzeń elektronicznych, a ich poznanie jest niezbędne dla producentów.

W praktyce są producenci, którzy mogą nie w pełni docenić specyficzne funkcje tranzystorów MOSFET podczas ich stosowania. Niemniej jednak, poznając zasady działania tranzystorów MOSFET w urządzeniach elektronicznych i odpowiadające im role, można strategicznie wybrać najbardziej odpowiedni MOSFET, biorąc pod uwagę jego unikalne cechy i specyficzne cechy produktu. Metoda ta poprawia wydajność produktu, zwiększając jego konkurencyjność na rynku.

Pakiet MOSFET WINSOK SOT-23-3

Zasady działania MOSFET-u

Gdy napięcie bramka-źródło (VGS) tranzystora MOSFET wynosi zero, nawet przy zastosowaniu napięcia dren-źródło (VDS), złącze PN zawsze występuje w polaryzacji zaporowej, co skutkuje brakiem kanału przewodzącego (ani prądu) pomiędzy dren i źródło MOSFET-u. W tym stanie prąd drenu (ID) tranzystora MOSFET wynosi zero. Przyłożenie dodatniego napięcia pomiędzy bramką a źródłem (VGS > 0) powoduje wytworzenie pola elektrycznego w warstwie izolacyjnej SiO2 pomiędzy bramką tranzystora MOSFET a podłożem krzemowym, skierowanego od bramki w stronę podłoża krzemowego typu P. Biorąc pod uwagę, że warstwa tlenku ma charakter izolacyjny, napięcie przyłożone do bramki VGS nie jest w stanie wygenerować prądu w tranzystorze MOSFET. Zamiast tego tworzy kondensator na warstwie tlenku.

Gdy VGS stopniowo wzrasta, kondensator ładuje się, tworząc pole elektryczne. Przyciągane przez dodatnie napięcie na bramce, liczne elektrony gromadzą się po drugiej stronie kondensatora, tworząc kanał przewodzący typu N od drenu do źródła w MOSFET-ie. Kiedy VGS przekracza napięcie progowe VT (zwykle około 2 V), kanał N tranzystora MOSFET przewodzi, inicjując przepływ prądu drenu ID. Napięcie bramka-źródło, przy którym zaczyna się tworzyć kanał, nazywane jest napięciem progowym VT. Kontrolując wielkość VGS, a w konsekwencji pole elektryczne, można modulować wielkość ID prądu drenu w MOSFET-ie.

Pakiet MOSFET WINSOK DFN5x6-8

Aplikacje MOSFET

MOSFET słynie z doskonałych właściwości przełączania, co prowadzi do jego szerokiego zastosowania w obwodach wymagających przełączników elektronicznych, takich jak zasilacze impulsowe. W zastosowaniach niskonapięciowych wykorzystujących zasilacz 5 V zastosowanie tradycyjnych konstrukcji powoduje spadek napięcia na bazie-emiter bipolarnego tranzystora złączowego (około 0,7 V), pozostawiając jedynie 4,3 V dla końcowego napięcia przyłożonego do bramki MOSFET-a. W takich scenariuszach wybór tranzystora MOSFET o nominalnym napięciu bramki 4,5 V wiąże się z pewnym ryzykiem. Wyzwanie to przejawia się również w zastosowaniach obejmujących zasilacze 3 V lub inne zasilacze niskiego napięcia.