Как работает полевой МОП-транзистор:основные сведения, типы и применение

MOSFET означает полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника. Как и любой обычный транзистор, этот тип транзистора имеет множество применений в современной силовой электронике. Более того, его функционирование основано на том, как через него проходит электричество. Важно отметить, что существует множество вариантов использования MOSFET в разных схемах. В этой статье рассказывается о том, как работает полевой МОП-транзистор, основных типах МОП-транзисторов, преимуществах по сравнению с биполярными транзисторами и их применении. Кроме того, вы узнаете, как заставить MOSFET работать в ваших схемах.

Давайте приступим!

Что такое МОП-транзистор?

МОП-транзистор — это компактный транзистор. Транзисторы – это полупроводниковые устройства, которые используются для управления потоком электрического тока путем регулирования величины напряжения, протекающего через них.

Что отличает его от BJT, так это то, как он пропускает ток. В МОП-транзисторах напряжение, приложенное к области затвора, определяет, какой ток протекает от стока к истоку. И это свойство дало полевым МОП-транзисторам их название — полевые транзисторы на основе оксидов металлов и полупроводников. Интересно, что эти транзисторы могут усиливать сигнал или пропускать только один тип носителей электрического заряда.

(СТРУКТУРА МОП-транзистора)

ИСТОЧНИК:Викисклад

В двух словах, это трехполюсное устройство, определяющее электрический ток в замкнутом контуре. Его терминалы первичной структуры; Источник (S), ворота (G) и сток (D). То, что он делает, зависит от приложенного напряжения затвора. Однако, если рассматривать его корпус, то MOSFET — это четырехконтактное устройство.

(МОП-транзистор с фоном электронного компьютерного оборудования)

Основные типы МОП-транзисторов

Существует три основных типа МОП-транзисторов.

Первый тип — это «n-канальные полевые МОП-транзисторы с улучшенным режимом» или обычно включенные (n-канальные полевые МОП-транзисторы). Он допускает протекание тока через канал между стоком и истоком даже при нулевом входном напряжении, приложенном к его клеммам. Кроме того, это означает, что для работы ему не требуется сигнал затвора, и, следовательно, он полезен в простых цифровых схемах. Здесь контакты физически разделены.

(N-канальный полевой МОП-транзистор с улучшенным режимом)

Второй тип полевых МОП-транзисторов — это «режим истощения N-каналов» или обычно выключенный (n-канальный). Для этого типа требуется отрицательное напряжение, чтобы он включился и пропустил электрический ток. Кроме того, у него есть преимущество, поскольку этот тип транзистора действует как резистор, когда он выключен. Следовательно, очень полезно в конкретных приложениях, требующих контроля входного напряжения. Пины физически соединены.

(МОП-транзистор с N-канальным режимом истощения)

В-третьих, «p-канальный МОП-транзистор с обеднением» обычно выключен (р-канальный МОП-транзистор). Этот тип блокирует любой ток, протекающий через него, если положительный заряд не протекает через его клеммы. Это означает, что этот тип транзистора действует как изолятор. Поэтому он не подходит для конкретных приложений, где необходимо постоянно пропускать ток.

(МОП-транзистор с режимом истощения P-канала)

Наконец, «MOSFET в режиме улучшения P-канала» или обычно на (p-канале) MOSFET. Этот тип требует нулевого напряжения затвор-исток для проводимости тока. Кроме того, он имеет преимущество перед своим n-канальным аналогом, поскольку не рассеивает энергию в выключенном состоянии. Эта функция позволяет использовать его для переключения приложений.

(MOSFET в режиме улучшения P-канала)

Как работает МОП-транзистор?

Первое, о чем мы должны поговорить, это как работает MOSFET? Ответ может вас удивить!

(Схема MOSFET)

ИСТОЧНИК:Викисклад

МОП-транзистор работает либо пропуская ток через свои клеммы, либо не в зависимости от приложенного напряжения. Он работает на эффекте электрического поля, создаваемого напряжением, приложенным к поверхности полупроводника, прилегающей к слою оксида металла. В результате это позволяет MOSFET работать как p-типа, так и n-типа.

Электрод затвора управляет проводимостью канала между каналом в истоке и областью стока внутри устройства. Этот принцип работы делает транзистор идеальным переключателем. Таким образом, мы можем контролировать, как электричество течет по нашей цепи.

Вот как вы можете использовать MOSFET. Контролируя, сколько напряжения проходит через область затвора, вы можете определить ток стока в канале сток-исток.

(встроенный дизайн символа MOSFET)

Обратите внимание; Важно отметить, что транзисторы MOSFET и транзисторы BJT немного отличаются. В BJT ток течет от коллектора к эмиттеру, а в MOSFET этот поток происходит между истоком и стоком. Что происходит, так это то, что когда напряжение, подаваемое на его вывод затвора, превышает определенное пороговое напряжение, ток начинает течь через него.

Преимущества MOSFET перед BJT

Преимущества MOSFET над BJT заключаются в следующем:

• Во-первых, МОП-транзистор полезен для создания более компактных схем.
• Во-вторых, полевые МОП-транзисторы требуют меньше энергии и энергии, чем биполярные транзисторы, что делает их в целом более эффективными. Поскольку ток базы отсутствует, устройство рассеивает очень мало энергии в выключенном состоянии.
• В-третьих, МОП-транзисторы дешевле в производстве, чем биполярные транзисторы. Поэтому они являются предпочтительным выбором при проектировании схем дома или для хобби.
• Далее, МОП-транзистор может работать в высокотемпературных средах, поскольку его клемма затвора не нуждается в изоляции, как транзистор PNP. Это делает его полезным в приложениях, где температура становится очень высокой.
• Наконец, МОП-транзисторы полезны для усиления напряжения, поскольку они имеют два проводящих вывода. Эта функция обеспечивает более значительный ток через цепь, когда она находится во включенном состоянии. Напротив, для BJT требуется только одна клемма для передачи электрического тока от стока к клемме истока или наоборот.

(Пинцет компьютерного инженера)

Применение MOSFET

• МОП-транзистор в качестве переключателя

МОП-транзистор очень полезен в электроэнергетике для управляющих напряжений. Это можно легко сделать, проводя управление потоком тока через клемму затвора. Следовательно, это заставляет его либо включаться, либо выключаться (как первичный переключатель). Более того, это делает МОП-транзисторы идеальными устройствами, полезными в качестве интерфейса между источниками питания и устройствами, которым требуется питание.

(МОП-транзистор в качестве переключателя)

Пример применения n-канального MOSFET. При нажатии переключателя загорается светодиод.

ИСТОЧНИК; Викисклад

• Приложения для усиления

МОП-транзисторы также могут усиливать ток, проходящий через них, позволяя большим электрическим токам течь через электрод стока, когда он находится в открытом состоянии. Благодаря этому полевой МОП-транзистор подходит для приложений, требующих усиления напряжения (например, для усиления звуковых волн).

• Динамические приложения

МОП-транзисторы полезны в приложениях, где им нужно быстро изменить состояние, что делает их ценными устройствами в схемах, требующих большого количества переключений.

• Как резисторы, управляемые напряжением, или переменные резисторы

Когда полевой МОП-транзистор действует как выключатель в приложениях, он подходит для создания резисторов с переменным или регулируемым напряжением.

(Транзисторы)

Заключение

В заключение, МОП-транзисторы являются подходящими транзисторными устройствами и могут быть полезны в широком спектре приложений. Они просты в использовании и понимании.

Мы надеемся, что вы узнали, как работает полевой МОП-транзистор, а также как его можно использовать в повседневной жизни! Если у вас возникнут дополнительные вопросы, сообщите нам об этом. Мы будем рады помочь.