什么是MOSFET:工作及其应用

MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)晶体管是广泛用于切换目的的半导体器件和用于在电子设备中的电子信号的放大。MOSFET是核心或集成电路,在单个芯片中设计和制造,因为该装置具有非常小的尺寸。MOSFET设备的引入带来了域的变化切换电子产品.让我们来详细解释一下这个概念。

什么是mosfet?

MOSFET是具有源极的四端装置,栅极(G),漏极(D)和主体(B)端子。通常,MOSFET的主体与源极端终端有关,从而形成诸如场效应晶体管的三端装置。MOSFET通常被认为是晶体管,并且在模拟和数字电路中采用。这是基本的介绍了MOSFET.而且该设备的一般结构如下:


场效应晶体管
场效应晶体管

从上面的MOSFET的结构,MOSFET的功能取决于沟道宽度中发生的电气变化以及载流子的流动(孔或电子)。188bet在线体育电荷载流子通过源端子进入通道并通过漏极出口。

通道的宽度由称为栅极的电极上的电压控制,并且它位于源和漏极之间。它与极薄的金属氧化物层附近的通道绝缘。设备中存在的MOS容量是整个操作遍及其的关键部分。

MOSFET与终端
MOSFET与终端

MOSFET有两种工作方式

  • 耗尽型
  • 增强模式

耗尽型

当栅极端子上没有电压时,通道显示其最大电导率。而当栅极端子上的电压是正的或负的时,则信道电导率降低。


例如

偏转模式增强模式

当栅极端子上没有电压时,设备不进行。当栅极端子上有最大电压时,设备显示出增强的电导率。

增强模式
增强模式

MOSFET的工作原理

MOSFET器件的主要原理是能够控制源极和漏极端子之间的电压和电流。它几乎就像开关,设备的功能基于MOS电容器。MOS电容器是MOSFET的主要部分。

通过施加正或负栅电压,可以将位于源极和漏极端子之间的氧化物层的半导体表面从p型到n型反转。当我们对正栅极电压施加排斥力时,那么氧化物层下方的孔用基板向下推动。

由与受体原子相关的结合负电荷填充的耗尽区。达到电子时,开发了通道。正电压也吸引电子从n+源区和漏区进入通道。现在,如果在漏极和源之间施加电压,则电流在源极和漏极之间自由流动,并且栅极电压控制通道中的电子。如果我们施加负电压,则孔通道将在氧化物层下形成孔通道而不是正电压。

MOSFET块图
MOSFET块图

P沟道MOSFET

P通道MOSFET在源极和漏极之间有一个P通道区域。它是一种四端器件,其端子为栅极、漏极、源极和本体。漏源为重掺杂p+区,体或衬底为n型。电流的流动方向是带正电荷的空穴。

当我们在栅极端子处用排斥力施加负电压时,那么存在于氧化物层下方的电子向下推入基板。由与供体原子相关的结合正电荷填充的耗尽区。负栅极电压也吸引来自P +源极和漏区的孔进入通道区域。

耗尽模式P频道
耗尽模式P频道
P信道增强模式
P信道增强模式

N-通道MOSFET.

N沟道MOSFET具有位于源极和漏极端子之间的N沟道区域。它是一个四端子设备,其具有栅极,漏极,源,主体。在这种类型的场效应晶体管中,漏极和源极掺杂N +区域,并且基材或主体是p型。

由于带负电的电子,这种类型的MOSFET中的电流发生。当我们在栅极端子处用排斥力施加正电压时,当氧化物层下方的孔向下推入基板。耗尽区域由与受体原子相关的结合负电荷填充。

电子一到达,通道就形成了。正电压也吸引电子从n+源区和漏区进入通道。现在,如果在漏极和源极之间施加电压电流可以在源极和漏极之间自由流动栅极电压控制通道中的电子。如果我们施加负电压,在氧化层下将形成一个空穴通道,而不是正电压。

增强模式n通道
增强模式n通道

MOSFET操作区域

对于最常规的场景,该设备的操作主要发生在三个区域,其中如下:

  • 截止地区 -它是设备在关闭条件下的区域,并且通过它有零电流流动。这里,该设备用作基本开关,并且如此采用,如当它们作为电气开关一样操作时。188bet在线体育
  • 饱和区域 -在该区域中,设备将使它们的漏极流到源电流值,而不考虑到漏极两端的电压的增强。当漏极到源极端子上的电压增加超过夹紧截止电压值时,这仅发生一次。在这种情况下,设备用作闭合开关,其中漏极频率达到源极端子的流量。由此,当假设设备执行切换时选择饱和区域。
  • 线性/欧姆地区 -它是漏极到源极端终端的电流的区域随着漏极两端的电压增强而增强。当MOSFET器件在该线性区域中的功能时,它们执行放大器功能。

现在让我们考虑MOSFET的切换特性

如MOSFET或双极结晶体管的半导体也基本上用作两个场景中的开关,一个是在状态,另一个是关闭状态。要考虑此功能,让我们看看MOSFET设备的理想和实际特性。

理想的开关特性

当MOSFET应该用作理想的开关时,它应该保持以下属性和那些

  • 在on条件下,它必须具有它的限制
  • 在关闭条件下,阻塞电压水平不应持有任何种类的限制
  • 当器件在ON状态下函数时,电压降值应为NULL
  • 关闭状态的阻力应该是无限的
  • 对操作速度不应该有限制

实用开关特性

由于世界不只是坚持理想的应用,MOSFET的功能甚至适用于实际目的。在实际场景中,设备应该拥有以下属性

  • 在通启条件下,应限制电力管理能力,这意味着必须限制传导电流的流动。
  • 在关闭状态下,阻塞电压水平不应有限
  • 有限次的ON和OFF限制了设备的限制速度,甚至限制了功能频率
  • 在MOSFET器件的ON条件下,会有最小的电阻值,这导致了转发偏置的电压降。此外,存在有限的OFF状态电阻,提供反向泄漏电流
  • 当设备在实际特性执行时,它会导通和关闭条件。即使在过渡状态也会发生这种情况。

MOSFET作为开关的例子

在下面的电路布置中,使用增强模式和N沟道MOSFET用于切换带有条件的样品灯。栅极端子处的正电压被施加到晶体管的基部,灯在条件下移动到条件下方V.GS.= + V或零电压电平,设备转向关闭v的条件GS.= 0。

MOSFET作为开关
MOSFET作为开关

如果灯的电阻负载被电感负载取代,并连接到保护负载的继电器或二极管。在上述电路中,它是一个非常简单的电路,用于开关电阻负载,如灯或LED。但是当使用MOSFET作为一个开关或电感负载或电容负载,那么保护是需要的MOSFET器件。

如果在没有保护MOSFET时,它可能会导致设备的损坏。对于MOSFET作为模拟开关装置操作,需要在其截止区域之间切换V.GS.=0和饱和区域,VGS.= + v。

视频描述

MOSFET也可以作为一种晶体管,它被缩写为金属氧化物硅场效应晶体管。在这里,这个名字本身就表明这个器件可以作为一个晶体管来操作。它有p通道和n通道。器件采用源极、栅极、漏极四个端子连接,电阻负载24Ω与安培计串联,电压表跨MOSFET连接。

在晶体管中,栅极中的电流在正方向上,并且源端子连接到地。虽然在双极连接晶体管器件中,电流跨越基极到发射极路径。但在该设备中,没有电流流量,因为门的开头有电容器,它只需要电压。

这可以通过进行模拟过程并通过开启/关闭来发生这种情况。当开关在电路上没有电流流动时,当连接电压的电阻24Ω和0.29的电压电压时,我们发现源的可忽略的电压下降,因为该设备+ 0.21V + 0.21V。

漏源间的电阻称为RDS。由于这种RDS,当电路中有电流时就会出现电压降。RDS根据设备类型的不同而不同(根据电压类型的不同,RDS可以在0.001、0.005和0.05之间变化)。

要学习的概念很少有:

1).如何选择MOSFET作为开关

选择MOSFET作为交换机的同时有很少的条件,并且如下:

  • 使用P或N通道的极性
  • 最大额定值的工作电压和电流值
  • 增加了RDS,这意味着当通道完全打开时,漏极到源端子的电阻
  • 增强的操作频率
  • 包装种类为-220和dpack等许多。

2)。什么是MOSFET切换效率?

操作MOSFET作为开关装置时的主要限制是设备可以能够的增强漏极电流值。这意味着RDS在条件下是决定MOSFET的切换能力的关键参数。表示为漏极源电压与漏极电流的比率。必须仅在晶体管的ON状态下计算。

3)。为什么MOSFET开关用于升压转换器?

一般来说,升压转换器需要一个开关晶体管来运行该器件。因此,作为开关晶体管mosfet被使用。这些装置是用来知道电流值和电压值的。此外,考虑到切换速度和成本,这些都被广泛使用。

以同样的方式,MOSFET也可以以多种方式使用。和那些是

  • MOSFET作为LED开关
  • remove_circle_outline
  • MOSFET作为Arduino的开关
  • 用于AC负载的MOSFET开关
  • 用于直流电机的MOSFET开关
  • MOSFET开关用于负电压
  • MOSFET作为Arduino的开关
  • MOSFET作为带有微控制器的开关
  • MOSFET开关带滞后
  • MOSFET作为开关二极管和有源电阻
  • MOSFET作为开关方程式
  • MOSFET开关气动软
  • MOSFET作为开关门电阻
  • MOSFET作为开关电磁阀
  • MOSFET开关使用光耦合器
  • MOSFET开关带滞后

MOSFET作为开关的应用

该设备的最重要示例之一是用作交换机在路灯中自动亮度控制。如今,我们在高速公路观察到的许多灯包括高强度放电灯。但使用HID灯消耗增加的能量水平。

亮度不能根据要求而限制,因此必须有一个替代照明方法的开关,它是LED。使用LED系统将克服高强度灯具的缺点。其主要设计理念是利用微处理器直接控制高速公路上的灯光。

MOSFET作为开关应用
MOSFET作为开关应用

这可以通过修改时钟脉冲来实现这一点。基于必要性,该设备用于开关灯。它由覆盆子PI板组成,其中包含一个处理器的处理器。这里,LED可以代替HID的位置,并且这些具有通过MOSFET与处理器的连接。微控制器提供相应的占空比,然后切换到MOSFET以提供高水平的强度。

优势

很少的优点是:

  • 即使在最小电压电平时运行,它也会产生增强的效率
  • 不存在栅极电流,这就产生了更多的输入阻抗,从而进一步提高了器件的开关速度
  • 这些设备可以在最小的功率水平和使用最小的电流

缺点

很少有缺点是:

  • 当这些设备在过载电压电平时运行时,它会产生设备的不稳定性
  • 由于装置具有薄氧化物层,这可能在静电电荷刺激时对装置产生损坏

应用程序

MOSFET的应用是

  • 由MOSFET制成的放大器在广泛的频率应用中非常采用
  • DC电动机的调节由这些设备提供
  • 因为这些具有增强的开关速度,它充当斩波放大器的施工
  • 用作各种电子元件的被动部件。

最后,可以得出结论,晶体管需要电流而MOSFET需要电压。与BJT相比,MOSFET的驾驶要求更好,更简单。而且也知道如何将MOSFET连接到交换机?

照片学分

19评论

  1. 开国元勋之一B.R.安贝德卡对 说:

    你好 !
    即使是不熟悉Eletronics的人,也非常有趣和清晰的文章。我想知道我们可以找到哪些日常生活电子设备,我们可以找到MOSFET ......也许是真空吸尘器和/或吹风机?

    1. 塔伦阿加瓦尔 说:

      嗨B.R.
      MOSFET是一个电压控制设备。它主要用于电子电路作为开关和放大器。

  2. Ayushi malhotra 说:

    金属在MOSFET中的用途是什么?

    1. 塔伦阿加瓦尔 说:

      嗨Ayushi.
      铜和铝是用于使MOSFET互连的金属

  3. Fitflop凉鞋销售 说:

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  5. 拉维 说:

    谢谢你的教程。它真的有帮助。

  6. 艺术品 说:

    你解释工作原理的方式令人印象深刻

  7. Santha库马尔 说:

    你能解释MosFET用于放大的地方吗?我也是一名电子学生。请回复

  8. 亚伦 说:

    非常适合所有

  9. zeenia汗 说:

    请告诉我有关放大器类

  10. Luder Mani. 说:

    谢谢你,先生。

  11. 基兰 说:

    很高兴阅读和简单地理解

  12. Aditya古普塔 说:

    请将单词偏转更改为耗尽。

  13. 瓦妮 说:

    如何通过邮件获取博客更新。请告诉我。我是电子学生。

    1. 拉维 说:

      请订阅我们的博客,您可以查看我们博客的订阅框侧栏。

      谢谢你。

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