什么是MOSFET:工作及其应用

MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)晶体管是一种半导体器件,广泛应用于电子器件中的开关和电子信号放大。MOSFET可以是核心电路,也可以是集成电路,它是在单个芯片中设计和制造的,因为这种器件的尺寸非常小。MOSFET器件的引入给电子开关必威网址下载。让我们一起去这个概念的详细解释。

什么是MOSFET?

MOSFET是四端子具有源设备(S),栅极(G),漏极(d)和体(B)终端。一般来说,MOSFET的体与这样的源极端子形成的三端子装置,如场效应晶体管的连接。MOSFET通常被认为是一个晶体管,并在模拟和数字电路二者使用。这是基本的介绍MOSFET。并且这装置的一般结构如下:


MOSFET
MOSFET

从以上MOSFET结构,MOSFET的功能依赖于沟道宽度与载流子(空穴或电子)的流动沿发生的电气变化。电荷载流子进入通过经由所述漏极的源极终端和出口的通道。

该通道的宽度由电压上被称为栅极电极控制,它位于源极和漏极之间。它从信道附近的极薄的金属氧化物的层绝缘。存在于装置中的MOS容量是至关重要的部分,其中整个操作是跨越此。

MOSFET具有端子
MOSFET具有端子

MOSFET能够以两种方式发挥作用

  • 耗尽模式
  • 增强模式

耗尽模式

当存在跨越栅极端子上没有电压,信道示出了它的最大电导。而当跨栅极端子的电压是正或负,则该信道导电性降低。


例如

变形模式增强模式

当栅极端子上没有电压时,则该器件不导通。当通过栅极端子的电压达到最大值时,器件显示出增强的导电性。

增强模式
增强模式

MOSFET的工作原理

MOSFET器件的主要原理是能够控制源极和漏极之间的电压和电流。它的工作原理几乎和开关一样,而且该器件的功能是基于MOS电容的。MOS电容器是MOSFET的主要部件。

在下面的氧化层的半导体表面,其位于源极和漏极端子之间可以从p型通过应用正的或负的栅极电压分别被反转为n型。当我们施加斥力为正栅极电压,则该孔呈现氧化物层之下与所述基板向下推。

通过其与受体原子相关联的绑定的负电荷填充耗尽区。当电子达到,一个信道被显影。正电压也从n +源区和漏区进入通道吸引电子。现在,如果在漏极和源极之间施加电压时,电流在源极和漏极和栅极电压控制在通道中的电子之间的自由流动。取而代之的是正电压,如果我们施加负电压,空穴信道将被氧化物层下形成。

MOSFET方块图
MOSFET方块图

P沟道MOSFET

在P-沟道MOSFET具有位于源极和漏极端子之间的P-沟道区。它是具有端子为栅极,漏极,源极和体的四终端设备。的漏极和源极重度掺杂的p +区和主体或衬底是n型的。电流的流动是在带正电的空穴的方向。

当我们在栅极端施加带有斥力的负电压时,氧化层下面的电子被向下推入衬底。由与施主原子有关的束缚正电荷填充的耗尽区。负栅电压还将p+源区和漏极区的空穴吸引到沟道区。

耗尽模式P通道
耗尽模式P通道
P沟道增强模式
P沟道增强模式

N沟道MOSFET

n沟道MOSFET具有位于源极和漏极端子之间的N-通道区。它是具有端子为栅极,漏极,源极,本体的四终端设备。在这种类型的场效应晶体管中,漏极和源极重度掺杂的n +区和衬底或主体是P型的。

这种类型的MOSFET中的电流流动是由带负电荷的电子引起的。当我们在栅极端施加带有斥力的正电压时,氧化层下面的空穴被向下推入衬底。耗尽区由与受主原子相关的束缚负电荷填充。

在电子的范围,形成了信道。正电压也从n +源区和漏区进入通道吸引电子。现在,如果在漏极和源极之间施加的电压的电流的源极和漏极和栅极电压控制在通道中的电子之间的自由流动。代替正电压的,如果我们施加负电压然后一个孔通道将所述氧化物层下形成。

增强型N通道
增强型N通道

MOSFET工作区

一般情况下,本装置的操作主要发生在以下三个区域:

  • 截止区 -这是该区域,其中该设备将处于断开状态,并有通过其的零电流流动的量。这里,设备功能作为基本开关并且被如此用作当它们作为电气开关以操作必要的。
  • 饱和区 -在这个区域,器件的漏源电流值保持不变,而不考虑漏源间电压的增加。当漏极至源端的电压增加超过夹断电压值时,这种情况只会发生一次。在这种情况下,器件的功能就像一个闭合开关,饱和电流通过漏极流向源端。因此,当器件要进行开关时,选择饱和区域。
  • 线性/欧姆区 -它是其中跨越该漏极电流到源终端增强了与在整个漏 - 源路径的电压增量的区域。当MOSFET器件在此线性区域发挥作用,它们执行放大器功能。

现在让我们来考虑MOSFET的开关特性

像MOSFET或双极结晶体管这样的半导体基本上在两种情况下起开关作用,一种是开态,另一种是关态。为了考虑这个功能,让我们看看MOSFET器件的理想和实用特性。

理想的开关特性

当一个MOSFET被认为是一个理想的开关时,它应该具有以下特性

  • 在接通条件下,必须有电流限制
  • 在OFF状态,阻断电压等级应该不抱任何限制
  • 当装置在通电状态下工作时,电压降值应为零
  • 关闭状态下的电阻应为无穷大
  • 应该有上运行的速度没有限制

实用的开关特性

作为世界上不只是坚持理想的应用,MOSFET的运作,甚至适用于实际用途。在实际情况下,设备应持以下特性

  • 在通电条件下,电源管理能力应受到限制,这意味着必须限制传导电流的流动。
  • 在截止状态下,阻断的电压电平不应当限于
  • 接通和关断用于有限次限制装置的限制速度,甚至限制功能频率
  • 在MOSFET器件的接通状态,将有最小的阻力值,其中这导致在转发偏压的电压降。此外,存在有限断开时的电阻,提供反向漏电流
  • 当该装置在实用特性执行,它在ON和OFF条件断电。这种情况即使在过渡态了。

MOSFET的实施例作为开关

在下面的电路布置中,一个增强模式和N沟道MOSFET被用来在开关条件下切换样品灯。栅极端子处的正电压施加在晶体管的底座上,指示灯进入ON状态,这里是VGS= + v或在零电压电平,该装置轮流OFF状态,其中VGS= 0。

MOSFET作为开关
MOSFET作为开关

如果灯的电阻性负载是由电感负载被替换并且连接到被保护到负载的继电器或二极管。在上述电路中,它是用于切换的电阻性负载,例如一盏灯或LED非常简单的电路。但使用MOSFET时作为开关或者与感性负载或容性负载,则保护是必需的MOSFET器件。

如果在情况下,当MOSFET没有被保护,它可能会导致损坏设备的。对于MOSFET,以作为模拟开关装置进行操作,它需要它的截止区,其中V之间切换GS= 0和饱和区域,其中VGS= + V。

视频描述

MOSFET也可以用作晶体管,它简称为金属氧化物半导体场效应晶体管。这里,名称本身表明,该装置可以作为一个晶体管来操作。这将有P沟道和N沟道。该装置被连接在使用四个源极,栅极,和漏极端子和24Ω的电阻性负载串联连接用电流表这样的方式,以及电压表跨越MOSFET相连。

在晶体管中,在栅极中的电流是在正方向上和源极端子连接到地。而在双极结型晶体管器件中,电流流动是横跨基极 - 发射极路径。但是在这个设备,没有电流流过,因为是在门的开始电容器,它只是只需要电压。

这可以通过用模拟过程程序和由开关ON / OFF来发生。当开关处于ON存在跨越电路中没有电流流过,24Ω和电阻电流表电压的0.29被连接时,那么我们发现在源可忽略电压降,因为没有+ 0.21V横跨此设备。

漏极和源极之间的电阻称为RDS。由于这种RDS,当在电路中的电流流动的电压降会出现。RDS变化基于设备的类型(它可以在0.001,0.005和0.05基于电压的类型而改变。

很少的学习概念是:

1)。如何选择MOSFET作为开关?

有同时选择MOSFET作为开关被观察几个条件,而这些都是一个如下:

  • 极性P或N沟道的使用
  • 工作电压和电流值的最大额定值
  • 增加RDS(ON),这意味着在漏极至源极终端电阻,当信道是完全开放的
  • 增强的操作频率
  • 包装类是TO-220和DPACK和许多其他的。

2)。什么是MOSFET开关效率?

在操作MOSFET作为开关装置的时间的主要限制是增强的漏极电流值,该装置可以是能够。这意味着,在ON状态RDS是决定MOSFET的开关能力的关键参数。它被表示为漏极 - 源极电压的该漏电流的比率。它只有在晶体管的接通状态来计算的。

3) 一。为什么在升压变换器中使用MOSFET开关?

通常,升压转换器需要为装置的操作的开关晶体管。所以,被用作开关晶体管的MOSFET。这些装置被用于知道当前值和电压值。此外,考虑到开关速度和成本,这些是广泛地采用。

同样,MOSFET也可以有多种用途。那些是

  • MOSFET作为用于LED的开关
  • remove_circle_outline
  • MOSFET作为用于Arduino的一个开关
  • MOSFET开关AC负载
  • MOSFET开关的直流电动机
  • MOSFET开关负电压
  • MOSFET作为开关与Arduino
  • MOSFET作为与微控制器的开关
  • 磁滞MOSFET开关
  • MOSFET作为开关二极管和有源电阻器
  • MOSFET作为开关方程
  • MOSFET开关气枪
  • MOSFET作为开关栅极电阻
  • MOSFET作为开关螺线管
  • 使用光耦的MOSFET开关
  • 磁滞MOSFET开关

MOSFET作为开关中的应用

一的该装置的最重要的例子是它被用作一个开关在路灯自动亮度控制。这些天来,许多我们所观察到公路上的灯光由高强度气体放电灯。但是,使用HID灯消耗增加能量水平。

基于该要求,因为这必须有用于替代照明方法的开关的亮度不能被限制,并且它是LED。LED系统的使用将克服高强度灯的缺点。这个建筑背后的主要概念是直接利用微处理器的控制公路上的灯光。

MOSFET应用的开关
MOSFET应用的开关

这可以仅仅通过修改时钟脉冲来实现。根据必要性,该装置用于开关灯。它由一个覆盆子PI板,其中它包含在用于管理处理器。这里,LED可以的HID的地方被取代,并且这些具有通过MOSFET的处理器的连接。微控制器提供相应的占空比,然后切换到MOSFET以提供强度的较高水平。

好处

少数人的优点是:

  • 即使当以最低的电压电平的作用它会产生增强的效率
  • 有没有栅极电流的存在这产生进一步提供了增加的开关速度为设备更输入阻抗
  • 这些设备可以以最低的功率水平的功能和使用最小电流

缺点

几个缺点是:

  • 当这些装置在过载电压电平起作用,它创建的装置的不稳定性
  • 由于因为这些装置具有薄的氧化物层,当由静电电荷刺激这可以创建对设备的损坏

应用

MOSFET的应用

  • MOSFET放大器在广泛的频率应用中得到了广泛的应用
  • 为直流电动机的调节是由这些设备提供的
  • 至于因为这些都增强了开关速度,它作为完美的斩波放大器的建设
  • 用作用于各种电子元件的无源部件。

最终,可以得出结论的是,晶体管需要电流,而MOSFET要求的电压。对于MOSFET的驱动要求要好得多,相比BJT的要简单得多。也知道如何联结的MOSFET的开关?

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19条评论

  1. B.R。 说:

    嗨!
    非常有趣和清楚的文章,即使是不熟悉电子技术的人。我想知道在日常生活中我们能找到MOSFET……比如吸尘器和/或吹风机?

    1. 必威 体育 说:

      嗨B.R
      MoSFET是一种电压控制器件。它主要用于开关和放大器等电子电路中。必威网址下载

  2. Ayushi马尔霍特拉 说:

    什么是MOSFET使用金属。

    1. 必威 体育 说:

      嗨Ayushi
      铜和铝是用于制造MOSFET互连的金属

  3. Fitflop凉鞋大减价 说:

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    谢谢你的指导。这真的很有帮助。

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    你的方式解释工作原理是令人印象深刻

  7. 桑沙库马尔 说:

    你能解释一下mosfet用于放大的地方吗。我也是电子专业的学生。请回答

  8. 阿伦 说:

    非常使用的所有

  9. zeenia汗 说:

    关于放大器类请电话我

  10. Luder玛尼 说:

    谢谢你,先生。

  11. 基兰 说:

    这是很好的阅读和理解伊斯利

  12. 阿迪亚古普塔 说:

    请把“偏转”改为“耗尽”。

  13. 瓦尼 说:

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    1. 拉维 说:

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      非常感谢。

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