Hoe werkt een MOSFET:basisbegrip, typen en toepassingen

MOSFET staat voor metaaloxide halfgeleider veldeffecttransistor. Zoals elke conventionele transistor is het een type transistor met veel toepassingen in moderne vermogenselektronica. Bovendien is de werking ervan gebaseerd op hoe elektriciteit er doorheen stroomt. Het is belangrijk op te merken dat er veel variaties zijn in het gebruik van de MOSFET in verschillende circuits. Dit artikel gaat over hoe een MOSFET werkt, basistypen MOSFETS, voordelen ten opzichte van BJT's en de toepassingen ervan. U leert ook hoe u MOSFET-werk in uw circuits kunt doen.

Laten we beginnen!

Wat is MOSFET?

Een MOSFET is een compacte transistor. Transistors zijn halfgeleiderapparaten die worden gebruikt om de stroom van elektrische stroom te regelen door te regelen hoeveel spanning er doorheen stroomt.

Wat het anders maakt dan een BJT, is hoe het stroom doorlaat. In MOSFET bepaalt de spanning die op het poortgebied wordt aangelegd hoeveel stroom er van afvoer naar bron vloeit. En deze eigenschap geeft MOSFET's hun naam - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors. Interessant is dat deze transistoren een signaal kunnen versterken of slechts één specifiek soort elektrische ladingsdrager doorlaten.

(MOSFET-STRUCTUUR)

BRON:Wiki Commons

In een notendop, het is een apparaat met drie aansluitingen dat de elektrische stroom in een gesloten circuit bepaalt. De primaire structuurterminals zijn; Bron (S), poort (G) en afvoer (D). Wat het doet, is afhankelijk van de aangelegde poortspanning. Als je echter naar zijn lichaam kijkt, dan is MOSFET een apparaat met vier aansluitingen.

(MOSFET met achtergrond voor elektronische computerhardware)

Basistypen MOSFET

Er zijn drie basistypen MOSFET's.

Het eerste type is de "N-channel enhancement-mode MOSFET's" of meestal aan (n-channel MOSFET). Het laat stroom door het kanaal tussen afvoer en bron vloeien, zelfs als er geen ingangsspanning over de klemmen wordt aangelegd. Dit betekent ook dat het geen poortsignaal nodig heeft voor gebruik en daarom handig is in eenvoudige digitale circuits. Hier zijn de pinnen fysiek gescheiden.

(N-kanaal Enhancement Mode MOSFET)

Het tweede type MOSFET's is de "N-channel depletion-mode" of meestal uit (n-channel). Dit type vereist een negatieve spanning om in te schakelen en de stroom van elektrische stromen mogelijk te maken. Het heeft ook een voordeel omdat dit type transistor als een weerstand fungeert wanneer deze uit staat. Daarom zeer nuttig in specifieke toepassingen die controle van de ingangsspanning vereisen. De pinnen zijn fysiek verbonden.

(N-kanaal uitputtingsmodus MOSFET)

Ten derde is de "P-kanaal-depletion-mode MOSFET-transistor" meestal uitgeschakeld (p-kanaal MOSFET). Dit type blokkeert elke stroom die er doorheen stroomt, tenzij er een positieve lading over de terminals stroomt. Het betekent dat dit type transistor als een isolator werkt. Daarom is het niet geschikt voor specifieke toepassingen waar het altijd nodig is om stroom door te laten.

(P-kanaal uitputtingsmodus MOSFET)

Ten slotte, "P-kanaalverbeteringsmodus MOSFET" of normaal gesproken op (p-kanaal) MOSFET. Dit type vereist een nulpoort-bronspanning voor stroomgeleiding. Het heeft ook een voordeel ten opzichte van zijn n-kanaals tegenhanger omdat het geen energie dissipeert wanneer het uit staat. Met deze functie kan het worden gebruikt bij het wisselen van applicaties.

(P-kanaalverbeteringsmodus MOSFET)

Hoe werkt een MOSFET?

Het eerste waar we het over moeten hebben, is hoe een MOSFET werkt? Het antwoord zal je misschien verbazen!

(MOSFET Schematisch diagram)

BRON:Wiki Commons

Een MOSFET werkt door de stroom al dan niet over de klemmen te laten stromen, afhankelijk van de toegepaste spanning. Het werkt op een elektrisch veldeffect dat wordt geproduceerd door de spanning die wordt aangelegd over het halfgeleideroppervlak dat grenst aan de metaaloxidelaag. Hierdoor kan de MOSFET werken als een p-type of n-type.

De poortelektrode regelt de kanaalgeleiding tussen het kanaal bij de bron en het afvoergebied binnen het apparaat. Door dit werkingsprincipe fungeert de transistor als een ideale schakelaar. Daardoor kunnen we bepalen hoe elektriciteit door ons circuit stroomt.

Dit is hoe u een MOSFET kunt gebruiken. Door te bepalen hoeveel spanning er door het poortgebied stroomt, kunt u de afvoerstroom in het afvoer-bronkanaal bepalen.

(MOSFET-symbool inline-ontwerp)

NB; Het is belangrijk op te merken dat MOSFET-transistoren en BJT-transistoren enigszins verschillen. In BJT's vloeit de stroom van collector naar emitter, terwijl in MOSFET's deze stroom plaatsvindt tussen source en drain. Wat er gebeurt, is dat wanneer de spanning die op de gate-aansluiting wordt aangelegd een bepaalde drempelspanning overschrijdt, de stroom erdoorheen begint te vloeien.

Voordelen van MOSFET boven BJT

De voordelen van MOSFET boven BJT zijn als volgt:

• Ten eerste is MOSFET handig voor het maken van compactere circuits.
• Ten tweede hebben MOSFET's minder stroom en energie nodig dan BJT-transistoren, waardoor ze over het algemeen efficiënter zijn. Omdat er geen basisstroom is, dissipeert het apparaat heel weinig energie wanneer het uit staat.
• Ten derde zijn MOSFET's goedkoper te produceren dan BJT-transistoren. Daarom hebben ze de voorkeur bij het ontwerpen van circuits thuis of voor hobbyisten.
• Vervolgens kan MOSFET werken in omgevingen met hoge temperaturen, omdat de gate-aansluiting geen isolatie nodig heeft zoals een PNP-transistor zou doen. Het maakt het nuttig in toepassingen waar de temperatuur erg hoog wordt.
• Ten slotte zijn MOSFET's nuttig voor spanningsversterking, omdat ze twee geleidende aansluitingen hebben. Deze functie maakt een meer significante stroom door het circuit mogelijk wanneer het aan staat. Daarentegen hebben BJT's slechts één terminal nodig om een ​​elektrische stroom door te voeren van de afvoer naar de bronterminal of vice versa.

(Computer Engineer pincet)

Toepassingen van MOSFET

• MOSFET als schakelaar

MOSFET is erg handig in elektrische stroomtoepassingen voor stuurspanningen. Het kan dit eenvoudig doen door stroomregeling via de poortterminal uit te voeren. Bijgevolg maakt dit het ofwel in- of uitgeschakeld (net als een primaire schakelaar). Bovendien maakt dit MOSFET's ideale apparaten die nuttig zijn als interface tussen stroombronnen en apparaten die moeten worden gevoed.

(Mosfet als schakelaar)

Een voorbeeldtoepassing van een n-kanaals MOSFET. Wanneer de schakelaar wordt ingedrukt, gaat de LED branden.

BRON; Wiki Commons

• Versterkingstoepassingen

MOSFET's kunnen ook de stroom die er doorheen gaat versterken door grotere elektrische stromen door de afvoerelektrode te laten stromen wanneer deze in de aan-stand staat. Het maakt MOSFET geschikt voor toepassingen die spanningsversterking vereisen (zoals het versterken van geluidsgolven).

• Dynamische toepassingen

MOSFET's zijn handig in toepassingen waar ze snel van status moeten veranderen, waardoor ze waardevolle apparaten zijn in circuitontwerpen die veel schakelen vereisen.

• Als spanningsgestuurde weerstanden of variabele weerstanden

Wanneer MOSFET als uitschakelaar in toepassingen fungeert, zijn ze geschikte apparaten voor het maken van variabele of spanningsgestuurde weerstanden.

(Transistoren)

Conclusie

Kortom, MOSFET's zijn geschikte transistorapparaten en kunnen nuttig zijn in een breed scala aan toepassingen. Ze zijn eenvoudig te gebruiken en te begrijpen.

We hopen dat je hebt geleerd hoe een MOSFET werkt en hoe deze in je dagelijks leven wordt gebruikt! Als u nog vragen heeft, laat het ons dan weten. We helpen je graag.