Transistor kesan medan MOS (FET) ialah sejenis peranti semikonduktor yang berfungsi berdasarkan prinsip kesan medan. Berbanding dengan transistor bipolar biasa, FET mempunyai ciri-ciri impedans input yang tinggi, hingar rendah, julat dinamik yang besar, penggunaan kuasa yang rendah dan penyepaduan yang mudah, dan telah digunakan secara meluas.

SLKOR MOSFET

Terdapat banyak jenis transistor kesan medan, yang kebanyakannya dibahagikan kepada transistor kesan medan simpang dan transistor kesan medan pintu terlindung. Kesemuanya mempunyai saluran N dan saluran P.

Transistor kesan medan gerbang juga dipanggil transistor kesan medan semikonduktor oksida logam (MOSFET), yang dibahagikan kepada transistor MOS jenis penyusutan dan transistor MOS jenis peningkatan.

Transistor kesan medan boleh dibahagikan kepada transistor satu pintu dan transistor dua pintu. FET dua pintu mempunyai dua pintu bebas G1 dan G2, yang secara strukturnya bersamaan dengan dua FET pintu tunggal yang disambungkan secara bersiri, dan perubahan arus keluarannya dikawal oleh dua voltan pintu. Ciri FET dua pintu ini akan membawa kemudahan yang hebat apabila ia digunakan sebagai penguat frekuensi tinggi, penguat terkawal perolehan, pengadun dan penyahmodulasi.

1. Jenis dan struktur tiub mos

MOSFET ialah sejenis FET (yang lain ialah JFET), yang boleh dijadikan jenis peningkatan atau penyusutan, saluran P atau saluran N. Walau bagaimanapun, aplikasi teori hanya memerlukan transistor MOS saluran N jenis peningkatan dan transistor MOS saluran P jenis peningkatan, jadi NMOS atau PMOS biasanya disebut. Mengenai mengapa transistor MOS penyusutan tidak digunakan, tidak disyorkan untuk mengetahuinya. Bagi kedua-dua transistor MOS peningkatan ini, NMOS biasanya digunakan. Sebabnya ialah on-resistance adalah rendah dan ia mudah untuk dihasilkan. Oleh itu, dalam aplikasi bekalan kuasa pensuisan dan pemacu motor, NMOS biasanya digunakan. Dalam pengenalan berikut, NMOS juga merupakan bit utama. Terdapat kapasitansi parasit antara tiga pin transistor MOS, yang bukan apa yang kita perlukan, tetapi disebabkan oleh had proses pembuatan. Kewujudan kapasitansi parasit menjadikan reka bentuk atau pemilihan litar pemanduan lebih mudah, tetapi tidak ada cara untuk mengelakkannya, yang akan diterangkan secara terperinci kemudian. Ia boleh dilihat dalam rajah skematik transistor MOS bahawa terdapat diod parasit di antara longkang dan punca. Diod ini sangat penting apabila memandu beban yang munasabah. Secara kebetulan, diod badan hanya wujud dalam transistor semikonduktor oksida logam tunggal, yang biasanya tidak terdapat dalam cip litar bersepadu.

2. Ciri pengaliran MOSFET

Hidup bermakna, sebagai suis, ia bersamaan dengan penutupan suis. Ciri-ciri NMOS, apabila Vgs lebih besar daripada nilai tertentu, ia akan dihidupkan, yang sesuai untuk kes di mana sumbernya dibumikan (pemanduan sisi rendah), selagi voltan pintu mencapai 4V atau 10V. Ciri-ciri PMOS, apabila Vgs kurang daripada nilai tertentu, ia akan dihidupkan, yang sesuai untuk sambungan sumber VCC (pemacu sisi tinggi). Walau bagaimanapun, walaupun PMOS boleh digunakan dengan mudah sebagai pemacu mewah, NMOS biasanya digunakan sebagai pemacu mewah kerana rintangannya yang tinggi, harga yang tinggi dan beberapa jenis AC.3. Tiub suis semikonduktor oksida logam

3. Suis MOSFET 

Tidak kira sama ada kerugian adalah NMOS atau PMOS, terdapat rintangan-on selepas pengaliran, jadi arus akan menggunakan tenaga pada rintangan ini, yang dipanggil on-loss Pilih transistor MOS dengan rintangan rendah untuk mengurangkan kerugian. Biasanya, rintangan hidup tiub MOS berkuasa rendah adalah kira-kira puluhan miliohm, dan sebahagian daripadanya dihidupkan dan dimatikan dalam beberapa miliohm. MOS tidak boleh disiapkan serta-merta. Voltan pada kedua-dua hujung MOS berkurangan dan arus meningkat. Dalam tempoh ini, kehilangan transistor MOS adalah hasil voltan dan arus, yang dipanggil kehilangan pensuisan. Secara amnya, kehilangan pensuisan adalah jauh lebih besar daripada kehilangan pengaliran, dan lebih cepat frekuensi pensuisan, lebih besar kerugian. Hasil darab voltan dan arus segera adalah sangat besar, dan kerugian yang terhasil juga sangat besar. Memendekkan masa pensuisan boleh mengurangkan setiap masa pengaliran; Pengurangan kehilangan frekuensi pensuisan boleh mengurangkan masa pensuisan setiap unit masa. Kedua-dua kaedah boleh mengurangkan kehilangan pensuisan.

4. MOSFET Memandu

Berbanding dengan transistor bipolar, umumnya dipercayai bahawa transistor MOS tidak memerlukan arus untuk pengaliran, tetapi hanya memerlukan voltan GS lebih tinggi daripada nilai tertentu. Ia mudah dilakukan, tetapi kita masih memerlukan kepantasan. Dalam struktur transistor MOS, kita dapat melihat bahawa terdapat kapasitansi parasit antara GS dan GD. Secara teorinya, pemacu transistor MOS ialah mengecas dan menyahcas kemuatan. Arus diperlukan untuk mengecas kapasitor. Kerana kapasitor boleh dianggap sebagai litar pintas pada masa pengecasan, arus segera akan menjadi agak besar.

Apabila memilih/mereka bentuk pemacu transistor MOS, perkara pertama yang perlu diberi perhatian ialah arus litar pintas serta-merta. Nota kedua ialah NMOS yang biasa digunakan dalam pemanduan sisi tinggi memerlukan voltan pintu apabila ia dihidupkan adalah lebih tinggi daripada voltan sumber. Sebaliknya, voltan sumber dan voltan longkang (VCC) transistor MOS pemacu sisi tinggi adalah sama, jadi voltan pintu adalah 4V atau 10V lebih tinggi daripada VCC. Andaikan bahawa dalam sistem yang sama, untuk mendapatkan voltan yang lebih besar daripada VCC, litar rangsangan khas diperlukan. Banyak pemandu motor disepadukan dengan pam cas. Perlu diingatkan bahawa kapasitor luaran yang sesuai harus dipilih untuk mendapatkan arus litar pintas yang mencukupi untuk memacu transistor semikonduktor oksida logam. 4V atau 10V yang disebutkan di atas ialah voltan hidupan transistor MOS biasa, jadi pastinya terdapat beberapa margin dalam reka bentuk. Di samping itu, lebih tinggi voltan, lebih cepat kelajuan pengaliran dan lebih kecil rintangan pengaliran. Tiub MOS dengan voltan pengaliran rendah sentiasa digunakan dalam kategori yang berbeza, tetapi dalam sistem elektronik automotif 12V, pengaliran 4v biasa sudah mencukupi.

Parameter utama tiub MOS adalah seperti berikut:

1. Voltan kerosakan sumber get BVGS-VGS Apabila IG arus get meningkat secara mendadak daripada sifar, voltan punca get meningkat, yang dipanggil voltan pecahan punca get BVGS.

2. Voltan hidupkan VT- Voltan hidupkan (juga dipanggil voltan ambang): hujung permulaan antara punca S dan longkang D membentuk saluran pengalir; -Voltan get yang diperlukan bagi transistor MOS saluran N standard ialah kira-kira 3 ~ 6V-.-Nilai VT transistor MOS boleh dikurangkan kepada 2 ~ 3V selepas penambahbaikan proses.

3. Voltan kerosakan punca saliran BVDS- Di bawah keadaan VGS=0 (mod peningkatan), VDS dipanggil voltan kerosakan punca saliran BVDS-ID dalam proses apabila ID mula meningkat dengan mendadak. Terdapat dua sebab untuk pertumbuhan:

(1) Pecahan runtuhan salji bagi lapisan susutan berhampiran sebelah kiri longkang.

(2) Pecahan tebuk sumber longkang-dalam beberapa MOS, panjang saluran adalah pendek. Menambahkan VDS dari semasa ke semasa akan menjadikan lapisan penyusutan longkang memanjang ke kawasan sumber dari semasa ke semasa, menjadikan panjang saluran sifar, iaitu, tebuk sumber longkang. Selepas tebuk, kebanyakan pembawa di kawasan sumber akan diserap terus oleh medan elektrik dalam lapisan penyusutan dan mencapai kawasan longkang, menghasilkan ID yang besar.4. Ciri-ciri

4. Rintangan input DC RGS-iaitu nisbah voltan yang digunakan antara pintu dan sumber kepada arus get-kadang-kadang dinyatakan oleh arus get yang mengalir melalui pintu RGS transistor semikonduktor oksida logam, yang mudah melebihi 1010.5. Transkonduktans frekuensi rendah GM-Di bawah syarat VDS ialah nilai tetap, nisbah pembolehubah mikro arus saliran kepada pembolehubah mikro voltan sumber pintu yang menyebabkan perubahan ini dipanggil transkonduktans-GM mencerminkan keupayaan kawalan voltan sumber get untuk mengalirkan arus-ia adalah parameter penting untuk mencirikan keupayaan penguatan transistor MOS-biasanya dalam julat beberapa Ma/V.