Мосфета - какво е това? Прилагане и проверка на транзистори

В статията ще научите за транзисторите MOSFET, какво е това, какви схеми на включване са. Има един вид FET, в който входът е електрически изолиран от основния ток на носещия канал. И затова се нарича транзистор с полеви ефект и изолирана порта. Най-често срещаният тип такъв транзистор с полеви ефекти, който се използва в много видове електронни схеми, е транзистор с метален оксид и полупроводникови полеви ефекти, базиран на транзистор с преход или MOS (съкращение за този елемент).

Какво е транзистори MOSFET?

MOSFET е напрежение контролирано FET, която е различна от областта с това, че има "метален оксид" порта електрод, който е електрически изолиран от основния полупроводников п-канал или р-канал с много тънък слой от изолационен материал. Като правило, това е силициев диоксид (и, ако е по-лесно, стъкло).

Този ултра тънък изолиран метален портал електрод може да се разглежда като една кондензаторна плоча. Изолирането на контролния вход прави съпротивлението на MOSFET изключително високо, почти безкраен.

Както и поле, MOSFETs имат много висока съпротива на входа. Тя може лесно да натрупва голямо количество статично зареждане, което води до повреда, ако веригата не е внимателно защитена.

Разлики MOSFET от полеви транзистори

Основната разлика от това поле е, че MOSFET се произвеждат в две основни форми:

1. Изчерпване - транзисторът изисква напрежение на портата, за да превключи устройството в положение "изключено". Режимът на изчерпване на MOSFET е еквивалентен на "нормално затворен" превключвател.
2. Насищане - транзисторът изисква напрежение на порта, за да включи устройството. Режимът MOSFET усилвател е еквивалентен на превключвател с "нормално затворен" контакт.

Графични обозначения на транзистори на схеми

Линията между дренажните и изходните връзки е полупроводников канал. Ако веригата, на която са изобразени транзисторите MOSFET, е представена от солидна плътна линия, тогава елементът работи в режим на изчерпване. Тъй като токът от изтичането може да тече с нулев потенциал на портата. Ако линията на канала е показана пунктирана или счупена, тогава транзисторът работи в режим на насищане, тъй като тече с потенциал за нулева порта. Посоката на стрелката показва проводящ канал, тип p или полупроводникови устройства р-тип. И вътрешните транзистори са означени по същия начин като чуждите аналози.

Основна структура на транзистора MOSFET

Дизайнът на MOSFET (който е описан подробно в статията) е много различен от този на полето. Двата вида транзистори използват електрическо поле, създадено от напрежението на портата. За да промените потока от носители на заряд, електрони за отварянето на р-канала или р-канала, през канала за източник на полупроводникови канали. Електроди на портата е поставен на върха с много тънък изолационен слой и има двойка малки региони тип р точно под дренажа и източника на електродите.

Използвайки изолирано порта устройство за MOSFET, не се прилагат ограничения. Затова можете да свържете източника на сигнала с всеки поляритет (положителен или отрицателен) към портата на MOSFET. Трябва да се отбележи, че внесените транзистори са по-често срещани от техните вътрешни колеги.

Това прави устройствата MOSFET особено ценни като електронни превключватели или логически устройства, тъй като без външна намеса обикновено не водят ток. И причината за това е високият импеданс на входа на затвора. Следователно за MOSFET е необходимо много малко или несъществено управление. В края на краищата те са устройства, контролирани отвън чрез напрежение.

Режим на изчерпване на MOSFET

Режимът на изчерпване се осъществява много по-рядко от режимите на усилване, без да се прилага пристрастие към портата. Това означава, че каналът прекарва при нулево напрежение на портата, поради което устройството е "нормално затворено". Веригите използват плътна линия, за да обозначат нормално затворен проводящ канал.

За N-канал MOSFET, отрицателното напрежение порта-източник е отрицателен, ще се отцеди (следователно името) на проводящ канал на свободните си електрони на транзистора. По подобен начин, за P-канален MOSFET, изчерпването на положителното напрежение на изходния източник ще изчерпи канала на неговите свободни отвори, пренасяйки устройството в непроводящо състояние. Но приемствеността на транзистора не зависи от начина на действие.

С други думи, за режима на изчерпване на n-каналния MOSFET:

1. Положителното напрежение на изтичането означава повече електрони и ток.
2. Отрицателното напрежение означава по-малко електрони и ток.

Обратните изявления са валидни и за транзисторите с р-канал. Тогава режимът на изчерпване на MOSFET е еквивалентен на "нормално отворен" превключвател.

N-канален MOSFET в режим на изтощаване

Режимът на изчерпване на MOSFET е конструиран по същия начин, както при FET. Каналът за източника на изтичане е проводящ слой с електрони и дупки, който присъства в каналите тип р или р. Този канал допинг създава проводящ път на ниско съпротивление между дренажа и източник с нулево напрежение. С помощта на транзисторен тестер можете да измервате токовете и напреженията при изхода и входа.

Режим MOSFET усилвател

По-често в транзисторите MOSFET е режимът на печалба, той е обратен за режима на изчерпване. Тук проводящият канал е слабо дозиран или дори нелегиран, което го прави непроводим. Това води до факта, че устройството не провежда ток в режим на почивка (когато напрежението на притискане на порта е нулево). В схеми за обозначаване на MOSFET от този тип се използва прекъсната линия, за да се обозначи нормално отворен токопреносен канал.

За увеличаване на N-канала MOSFET, изтичане ток ще тече само когато портата напрежение се прилага към портата повече от праговото напрежение. Чрез прилагане на положително напрежение на входа на р-тип MOSFET с (тоест, режими на работа, комутационни схеми са описани в статията) привлича повече електрони в посока на оксиден слой около порта, като по този начин повишаване на усилването (оттук и името) на дебелината на канал, което позволява свободен поток ток.

Характеристики на режима на печалба

Увеличаването на положителното напрежение на портата ще доведе до съпротивление в канала. Това няма да покаже транзисторен тестер, той може само да провери целостта на преходите. За да се намали по-нататъшното нарастване, е необходимо да се увеличи изтичащия ток. С други думи, за режима на усилване на n-каналния MOSFET:

1. Положителният сигнален транзистор преминава към проводящ режим.
2. Липсата на сигнал или неговата отрицателна стойност трансформира транзистора в непроводим режим. Следователно, в режим на усилване, MOSFET е еквивалентен на "нормално отворен" превключвател.

Конверсионните изрази са валидни за режимите на усилване на транзисторите с P-канал MOS. При нулево напрежение устройството е в режим "Изкл." И каналът е отворен. Прилагането на отрицателно напрежение на порта тип тип в MOSFET увеличава проводимостта на каналите, превеждайки режима си "on". Можете да проверите с помощта на тестер (цифров или превключвател). След това за печалба режим на P-канал MOSFET:

1. Положителният сигнал превежда транзистора "изключен".
2. Отрицателното включване на транзистора в режим "Включен".

Режим на усилване на N-канален MOSFET

В режим на усилване, MOSFETs имат ниска входно съпротивление в режим на провеждане и изключително високи в непроводими режим. Също така безкрайно високата им съпротива при входа поради изолирания им затвор. Режимът на усилване на транзистора се използва в интегрални схеми за получаване на типа на логическите врати CMOS и превключването на силови вериги под формата, като PMOS (P-канал) и NMOS (N-канални) входове. CMOS е допълващ MOS в в смисъл, че това логическо устройство има PMOS и NMOS в своя дизайн.

Усилвател на MOSFET

Подобно на полевите, транзисторите MOSFET могат да се използват за производство на усилватели клас "А". Усилвателните схеми с N-канален MOS транзистор от общия режим на първоначална печалба са най-популярни. MOSFET усилвателите изчерпване режим много подобен на вериги, използващи полеви устройства, с изключение на това, че MOSFET (това е и какви са, обсъдени по-горе) е с висока входно съпротивление.

Този импеданс се контролира на входа от пристрастие резистивна верига, образувана от резистори R1 и R2. В допълнение, изходния сигнал за общ източник усилвател на транзистори MOSFET в режим на печалба е обърнат, защото когато входното напрежение е ниско, транзисторният преход е отворен. Това може да се провери, като има само тестер (цифров или дори превключвател) в арсенала. При транзистор с високо напрежение в режим на включване, изходното напрежение е изключително ниско.