Af hverju eru MOSFET-spennustýrðar?

MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) eru kölluð spennustýrð tæki aðallega vegna þess að rekstrarregla þeirra byggir aðallega á stýringu hliðarspennunnar (Vgs) yfir frárennslisstraumnum (Id), frekar en að treysta á strauminn til að stjórna honum, eins og er raunin með tvískauta smára (eins og BJT). Eftirfarandi er ítarleg útskýring á MOSFET sem spennustýrðu tæki:

Vinnureglu

Gatespennustjórnun:Hjarta MOSFET liggur í uppbyggingunni á milli hliðs þess, uppsprettu og frárennslis og einangrunarlags (venjulega kísildíoxíðs) undir hliðinu. Þegar spenna er sett á hliðið myndast rafsvið undir einangrunarlaginu og þetta svið breytir leiðni svæðisins milli upptöku og fráfalls.

Leiðandi rásarmyndun:Fyrir N-rása MOSFET, þegar hliðarspennan Vgs er nógu há (yfir tilteknu gildi sem kallast þröskuldsspenna Vt), dragast rafeindir í P-gerð undirlagsins fyrir neðan hliðið að neðanverðu einangrunarlagsins og mynda N- gerð leiðandi rás sem leyfir leiðni milli upptöku og niðurfalls. Aftur á móti, ef Vgs er lægra en Vt, myndast leiðandi rásin ekki og MOSFET er í lokun.

Tómstraumsstýring:stærð frárennslisstraumsins Id er aðallega stjórnað af hliðarspennunni Vgs. Því hærra sem Vgs eru, því breiðari myndast leiðslurásin og því stærri er frárennslisstraumurinn Id. Þetta samband gerir MOSFET kleift að virka sem spennustýrður straumbúnaður.

Kostir Piezo Characterization

Hátt inntaksviðnám:Inntaksviðnám MOSFET er mjög hátt vegna einangrunar hliðsins og source-dren svæðisins með einangrunarlagi og hliðstraumurinn er næstum núll, sem gerir það gagnlegt í rafrásum þar sem mikil inntaksviðnám er krafist.

Lágur hávaði:MOSFET-tæki mynda tiltölulega lágan hávaða meðan á notkun stendur, aðallega vegna mikillar inntaksviðnáms þeirra og einpóla burðarleiðnibúnaðar.

Hraður skiptihraði:Þar sem MOSFET eru spennustýrð tæki er rofi þeirra venjulega hraðari en tvískauta smára, sem þurfa að fara í gegnum hleðslugeymslu og losun meðan á skiptingu stendur.

Lítil orkunotkun:Í kveikt ástandi er frárennslisviðnám (RDS(on)) MOSFET tiltölulega lágt, sem hjálpar til við að draga úr orkunotkun. Einnig, í stöðvunarástandinu, er kyrrstöðuaflnotkunin mjög lítil vegna þess að hliðarstraumurinn er næstum núll.

Í stuttu máli eru MOSFETs kallaðir spennustýrð tæki vegna þess að rekstrarregla þeirra byggir að miklu leyti á stýringu frárennslisstraumsins með hliðarspennunni. Þessi spennustýrða eiginleiki gerir MOSFET efnilegan fyrir margs konar notkun í rafrásum, sérstaklega þar sem krafist er mikillar inntaksviðnáms, lágs hávaða, hraðs skiptihraða og lítillar orkunotkunar.