ในฐานะซัพพลายเออร์ MOS ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับหลักการของการดำเนินงานของ Mosfet การทำความเข้าใจสิ่งนี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่ว่าคุณจะเป็นวิศวกรงานอดิเรกหรือคนที่สนใจเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังอุปกรณ์สมัยใหม่ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกถึงรายละเอียดของวิธีการทำงานของ MOSFET โครงสร้างและแอปพลิเคชันของมัน
โครงสร้างของ mosfet
ทรานซิสเตอร์เอฟเฟ็กต์ฟิลด์-ออกไซด์ของ MOSFET หรือโลหะออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์เป็นประเภทของทรานซิสเตอร์ที่ใช้สนามไฟฟ้าเพื่อควบคุมการไหลของกระแส ประกอบด้วยสามขั้วหลัก: แหล่งที่มา, ท่อระบายน้ำ (d) และประตู (g) นอกจากนี้ยังมีสารตั้งต้นซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เช่นซิลิกอน
โครงสร้างพื้นฐานของ MOSFET สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: N-channel และ P-channel ใน N-channel MOSFET แหล่งที่มาและท่อระบายน้ำทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ N-type ในขณะที่สารตั้งต้นเป็นประเภท P ในทางกลับกันใน P-channel MOSFET แหล่งที่มาและท่อระบายน้ำเป็นประเภท P และสารตั้งต้นคือ N-type
ประตูถูกแยกออกจากพื้นผิวด้วยชั้นฉนวนบาง ๆ ของออกไซด์ซึ่งมักจะเป็นซิลิคอนไดออกไซด์ เลเยอร์ฉนวนนี้เป็นสิ่งที่ทำให้ MOSFET เป็นความต้านทานอินพุตสูงซึ่งหมายความว่ามันดึงกระแสน้อยมากจากสัญญาณอินพุต
โหมดการทำงาน
MOSFET สามารถทำงานได้ในสองโหมดหลัก: โหมดการปรับปรุงและโหมดการพร่อง
โหมดการเพิ่มประสิทธิภาพ
ในโหมดการปรับปรุงโดยปกติ MOSFET จะปิดอยู่ซึ่งหมายความว่าไม่มีกระแสไหลระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำเมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับประตู เมื่อแรงดันไฟฟ้าบวก (สำหรับ N-channel MOSFET) หรือแรงดันไฟฟ้าลบ (สำหรับ p-channel mosfet) จะถูกนำไปใช้กับประตูจะถูกสร้างขึ้นสนามไฟฟ้าข้ามชั้นฉนวน
สนามไฟฟ้านี้ดึงดูดผู้ให้บริการประจุ (อิเล็กตรอนใน N-channel mosfet และหลุมใน p-channel mosfet) ไปยังภูมิภาคใต้ประตูสร้างช่องทางนำไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเกตเพิ่มขึ้นจำนวนผู้ให้บริการประจุในช่องก็จะเพิ่มขึ้นและค่าการนำไฟฟ้าของช่องก็จะเพิ่มขึ้นทำให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำมากขึ้น
โหมดพร่อง
ในโหมดการพร่อง MOSFET จะเปิดอยู่โดยปกติหมายความว่ามีกระแสไหลระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำแม้ว่าจะไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับประตู เมื่อแรงดันไฟฟ้าของขั้วตรงข้ามถูกนำไปใช้กับประตูสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยแรงดันไฟฟ้าประตูจะขับเคลื่อนผู้ให้บริการประจุออกจากช่องทางลดค่าการนำไฟฟ้าของช่องทางและลดการไหลของกระแสไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ
การสลับการดำเนินการ
หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่พบบ่อยที่สุดของ MOSFET คือเป็นสวิตช์ ในวงจรสวิตช์ MOSFET จะใช้เพื่อเปิดโหลด (เช่นหลอดไฟหรือมอเตอร์) เปิดและปิด
เมื่อใช้ MOSFET เป็นสวิตช์มันจะทำงานในบริเวณที่มีการตัดหรือพื้นที่อิ่มตัว ในพื้นที่คัตออฟแรงดันประตูต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์และ MOSFET ปิดอยู่ซึ่งหมายความว่าไม่มีกระแสไหลระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ ในพื้นที่ความอิ่มตัวแรงดันเกตอยู่เหนือแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์และ MOSFET เปิดอยู่ซึ่งหมายความว่ามีเส้นทางความต้านทานต่ำระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำทำให้กระแสไหลผ่านโหลด
ข้อได้เปรียบของการใช้ MOSFET เป็นสวิตช์คือความเร็วในการสลับสูงและการใช้พลังงานต่ำ Mosfets สามารถเปิดและปิดได้อย่างรวดเร็วทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความถี่สูง นอกจากนี้เนื่องจากความต้านทานอินพุตสูงพวกเขาจึงดึงกระแสไฟฟ้าน้อยมากจากสัญญาณควบคุมลดการใช้พลังงาน
การขยายการดำเนินการ
Mosfets ยังสามารถใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์ ในวงจรแอมพลิฟายเออร์ MOSFET จะใช้เพื่อขยายสัญญาณอินพุตขนาดเล็กเป็นสัญญาณเอาต์พุตที่ใหญ่กว่า
เมื่อสัญญาณอินพุตขนาดเล็กถูกนำไปใช้กับประตูของ MOSFET มันจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแรงดันไฟฟ้าของประตู การเปลี่ยนแปลงนี้ในแรงดันไฟฟ้าเกตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในการนำไฟฟ้าของช่องซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในกระแสกระแสระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ สัญญาณเอาท์พุทซึ่งนำมาจากท่อระบายน้ำเป็นเวอร์ชันขยายของสัญญาณอินพุต
กำไรของแอมพลิฟายเออร์ MOSFET นั้นถูกกำหนดโดยการแปลงสภาพของ MOSFET ซึ่งเป็นการวัดว่ากระแสการไหลของท่อระบายน้ำสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่กำหนดในแรงดันเกต
แอปพลิเคชัน
MOSFETs ใช้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายรวมถึงแหล่งจ่ายไฟการควบคุมมอเตอร์เครื่องขยายเสียงเสียงและวงจรดิจิตอล
ในแหล่งจ่ายไฟ MOSFETs จะใช้เป็นสวิตช์เพื่อควบคุมการไหลของพลังงานไปยังโหลด พวกเขาสามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าและกระแสสูงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูง
ในการควบคุมมอเตอร์ MOSFETs ใช้เพื่อควบคุมความเร็วและทิศทางของมอเตอร์ ด้วยการเปลี่ยน MOSFETS ในเวลาที่ต่างกันกระแสที่ไหลผ่านมอเตอร์สามารถควบคุมได้ทำให้มอเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกันและในทิศทางที่แตกต่างกัน
ในแอมพลิฟายเออร์เสียง MOSFETs ใช้เพื่อขยายสัญญาณเสียง พวกเขาสามารถให้การขยายคุณภาพสูงด้วยการบิดเบือนต่ำทำให้เหมาะสำหรับระบบเสียงที่มีความเที่ยงตรงสูง
ในวงจรดิจิตอล MOSFETs ใช้เป็นประตูตรรกะเพื่อดำเนินการดิจิตอล พวกเขาสามารถใช้ในการสร้างวงจรดิจิตอลที่ซับซ้อนเช่นไมโครโปรเซสเซอร์และชิปหน่วยความจำ
บทสรุป
โดยสรุปหลักการของการทำงานของ MOSFET นั้นขึ้นอยู่กับการควบคุมค่าการนำไฟฟ้าของช่องทางระหว่างแหล่งที่มาและท่อระบายน้ำโดยสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยแรงดันไฟฟ้าประตู MOSFETs สามารถทำงานได้ทั้งในโหมดการปรับปรุงหรือโหมดการพร่องและสามารถใช้เป็นสวิตช์หรือแอมป์ในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย
ในฐานะซัพพลายเออร์ MOS ฉันเสนอ MOSFET ที่มีคุณภาพสูงซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย หากคุณสนใจที่จะซื้อ mosfets หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการดำเนินการของพวกเขาโปรดอย่าลังเลที่จะ [เริ่มการติดต่อสำหรับการเจรจาต่อรองการจัดซื้อจัดจ้าง] นอกจากนี้เรายังนำเสนอผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเช่นMOS-ยีสต์ที่กินไม่ได้, และผนังเซลล์ยีสต์- ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ
การอ้างอิง
- Streetman, BG, & Banerjee, SK (2006) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของโซลิดสเตต Prentice Hall
- Sedra, As, & Smith, KC (2010) วงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
