Miks MOSFETide pinget juhitakse?

MOSFETe (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistore) nimetatakse pingega juhitavateks seadmeteks peamiselt seetõttu, et nende tööpõhimõte põhineb peamiselt paisupinge (Vgs) juhtimisel üle äravooluvoolu (Id), selle asemel, et toetuda selle juhtimiseks voolule. see on nii bipolaarsete transistoride (nt BJT) puhul. Järgmine on MOSFETi kui pingega juhitava seadme üksikasjalik selgitus:

Tööpõhimõte

Värava pinge juhtimine:MOSFETi süda seisneb selle värava, allika ja äravoolu vahelises struktuuris ning värava all olevas isolatsioonikihis (tavaliselt ränidioksiid). Kui väravale rakendatakse pinget, tekib isolatsioonikihi alla elektriväli ja see väli muudab allika ja äravoolu vahelise ala juhtivust.

Juhtiva kanali moodustamine:N-kanaliga MOSFET-i puhul, kui paisupinge Vgs on piisavalt kõrge (üle konkreetse väärtuse, mida nimetatakse lävipingeks Vt), tõmmatakse paisu all olevas P-tüüpi substraadis olevad elektronid isolatsioonikihi alumisse külge, moodustades N- tüüpi juhtiv kanal, mis võimaldab juhtivust allika ja äravoolu vahel. Ja vastupidi, kui Vgs on madalam kui Vt, siis juhtivat kanalit ei moodustu ja MOSFET on väljalülitatud.

Tühjendusvoolu juhtimine:äravooluvoolu Id suurust juhib peamiselt paisupinge Vgs. Mida kõrgem on Vgs, seda laiem on juhtiv kanal ja seda suurem on äravooluvool Id. See seos võimaldab MOSFET-il toimida pingega juhitava vooluseadmena.

Piezo iseloomustuse eelised

Kõrge sisendtakistus:MOSFETi sisendtakistus on väga kõrge tänu paisule ja allika äravoolupiirkonnale isolatsioonikihiga isolatsioonile ning paisu vool on peaaegu null, mis muudab selle kasulikuks ahelates, kus on vaja suurt sisendtakistust.

Madal müratase:MOSFET-id tekitavad töö ajal suhteliselt madalat müra, mis on suuresti tingitud nende suurest sisendtakistusest ja unipolaarse kandja juhtivuse mehhanismist.

Kiire lülituskiirus:Kuna MOSFET-id on pingega juhitavad seadmed, on nende lülituskiirus tavaliselt kiirem kui bipolaarsetel transistoridel, mis peavad lülitamise ajal läbima laengu salvestamise ja vabastamise protsessi.

Madal energiatarve:Sisselülitatud olekus on MOSFET-i äravooluallika takistus (RDS(on)) suhteliselt madal, mis aitab vähendada energiatarbimist. Samuti on väljalülitatud olekus staatiline energiatarve väga madal, kuna paisuvool on peaaegu null.

Kokkuvõttes nimetatakse MOSFETe pingega juhitavateks seadmeteks, kuna nende tööpõhimõte sõltub suuresti äravooluvoolu juhtimisest paisupinge abil. See pingega juhitav omadus muudab MOSFET-id paljutõotavaks paljudeks rakendusteks elektroonikaahelates, eriti kui on vaja suurt sisendtakistust, madalat müra, kiiret lülituskiirust ja madalat energiatarbimist.