Транзистор МОСФЕТ (Метал Окиде Семицондуцтор Фиелд Еффецт Трансистор) је полупроводнички уређај који се широко користи у сврхе пребацивања и за појачавање електронских сигнала у електронским уређајима. МОСФЕТ је језгро или интегрисано коло где је дизајниран и произведен у једном чипу јер је уређај доступан у врло малим величинама. Увођење МОСФЕТ уређаја донело је промену у домену укључивање електронике . Кренимо са детаљним објашњењем овог концепта.

Шта је МОСФЕТ?

МОСФЕТ је уређај са четири терминала који има терминале за извор (С), отвор (Г), одвод (Д) и тело (Б). Генерално, тело МОСФЕТ-а је повезано са изворним терминалом и тако формира трокраки уређај као што је транзистор са пољским ефектом. МОСФЕТ се генерално сматра транзистором и користи се и у аналогном и у дигиталном кругу. Ово је основно увод у МОСФЕТ . И општа структура овог уређаја је следећа:

МОСФЕТ

Из наведеног МОСФЕТ структура , функционалност МОСФЕТ-а зависи од електричних варијација које се дешавају у ширини канала заједно са протоком носача (било рупа или електрона). Носачи набоја улазе у канал кроз изворни терминал и излазе кроз одвод.

Ширину канала контролише напон на електроди која се назива капија и налази се између извора и одвода. Изолован је од канала у близини изузетно танког слоја металног оксида. Капацитет МОС-а који постоји у уређају је пресудан одељак у коме се одвија целокупна операција.

МОСФЕТ са терминалима

МОСФЕТ може функционисати на два начина

Режим исцрпљивања
Режим побољшања

Режим исцрпљивања

Кад нема напона на прикључку, канал показује своју максималну проводљивост. Док је напон на прикључку позитиван или негативан, онда се проводљивост канала смањује.

На пример

Режим побољшања

Када нема напона на терминалу капије, уређај не ради. Када постоји максималан напон на прикључку, тада уређај показује побољшану проводљивост.

Режим побољшања

Принцип рада МОСФЕТ-а

Главни принцип МОСФЕТ уређаја је да може да контролише проток напона и струје између прикључака извора и одвода. Ради готово као прекидач, а функционалност уређаја заснива се на МОС кондензатору. МОС кондензатор је главни део МОСФЕТ-а.

Полупроводничка површина на доњем оксидном слоју који се налази између извора и одводне стезаљке може се претворити из п-типа у н-тип применом било позитивног, било негативног напона завода. Када применимо одбојну силу за позитивни напон на капији, тада се рупе присутне испод оксидног слоја потискују надоле са подлогом.

Област исцрпљености насељена везаним негативним наелектрисањима која су повезана са акцепторским атомима. Када се достигну електрони, развија се канал. Позитивни напон такође привлачи електроне из извора н + и одводне регионе у канал. Ако се примени напон између одвода и извора, струја слободно тече између извора и одвода, а напон на капији контролише електроне у каналу. Уместо позитивног напона, ако применимо негативни напон, испод оксидног слоја формираће се канал са рупом.

Блок дијаграм МОСФЕТ-а

П-Цханнел МОСФЕТ

П-канални МОСФЕТ има област П-канала која се налази између терминала извора и одвода. То је уређај са четири терминала који има терминале као отвор, одвод, извор и тело. Одвод и извор су јако допирани п + регион, а тело или подлога су н-типа. Ток струје је у правцу позитивно наелектрисаних рупа.

Када негативни напон применимо одбојном силом на терминал капије, тада се електрони присутни испод оксидног слоја потискују надоле у подлогу. Регија исцрпљености насељена везаним позитивним наелектрисањима која су повезана са атомима донора. Негативни напон на вратима такође привлачи рупе од извора п + и одводног подручја у подручје канала.

Режим исцрпљивања П канал

Побољшани режим П канала

Н- канал МОСФЕТ

Н-канални МОСФЕТ има област Н-канала која се налази између изворног и одводног терминала. То је уређај са четири терминала који има терминале као отвор, одвод, извор или тело. У овом типу транзистора са ефектом поља, одвод и извор су јако допирани н + регион, а подлога или тело су П-типа.

Ток струје у овом типу МОСФЕТ-а догађа се због негативно наелектрисаних електрона. Када позитивни напон примењујемо одбојном силом на терминал капије, рупе присутне испод оксидног слоја гурају се надоле у подлогу. Област исцрпљивања насељена је везаним негативним наелектрисањима која су повезана са акцепторским атомима.

По досегу електрона настаје канал. Позитивни напон такође привлачи електроне из извора н + и одводне регионе у канал. Ако се примени напон између одвода и извора, струја слободно тече између извора и одвода, а напон на капији контролише електроне у каналу. Уместо позитивног напона, ако применимо негативни напон, испод оксидног слоја ће се створити канал са рупом.

“три облика обновљиве енергије ”

Режим побољшања Н канал

МОСФЕТ региони рада

Према најопштијем сценарију, рад овог уређаја се углавном одвија у три регије, а то су:

Резани део - То је област у којој ће уређај бити у стању ИСКЉУЧЕНО и кроз њега протиче нула количина струје. Уређај овде функционише као основни прекидач и тако је запослен када су неопходни за рад као електрични прекидачи.
Регија засићења - У овом региону уређаји ће имати одвод до тренутне вредности струје константан без разматрања повећања напона на одводу до извора. То се дешава само једном када се напон на одводу на прикључку извора повећа више од вредности напона стезања. У овом сценарију уређај функционише као затворени прекидач где тече засићени ниво струје преко одвода до стезаљки извора. Због тога се одабире подручје засићења када би уређаји требало да изврше пребацивање.
Линеарни / омски регион - То је подручје у којем струја преко одвода до терминала извора расте с порастом напона на путу одвода до извора. Када МОСФЕТ уређаји функционишу у овом линеарном подручју, они обављају функцију појачала.

Размотримо сада карактеристике пребацивања МОСФЕТ-а

Полупроводник, попут МОСФЕТ-а или биполарног спојног транзистора, у основи функционише као прекидачи у два сценарија, један је у стању укључености, а други у стању искључености. Да бисмо размотрили ову функционалност, погледајмо идеалне и практичне карактеристике МОСФЕТ уређаја.

Идеалне карактеристике прекидача

Када би МОСФЕТ требао да функционише као идеалан прекидач, требало би да садржи доленаведена својства, а то су

У стању ОН мора постојати тренутно ограничење које оно носи
У стању ИСКЉУЧЕНО, нивои напона за блокирање не би требало да имају било каква ограничења
Када уређај функционише у стању УКЉУЧЕНО, вредност пада напона треба да буде нула
Отпор у ИСКЉУЧЕНОМ стању мора бити бесконачан
Не би требало ограничити брзину рада

Практичне карактеристике прекидача

Како свет није заглављен само у идеалним апликацијама, функционисање МОСФЕТ-а је применљиво чак и у практичне сврхе. У практичном сценарију, уређај треба да поседује доленаведена својства

У стању ОН, способности управљања снагом треба да буду ограничене, што значи да проток проводне струје мора бити ограничен.
У искљученом стању, нивои напона за блокирање не би требали бити ограничени
УКЉУЧИВАЊЕ И ИСКЉУЧИВАЊЕ на ограничено време ограничава ограничење брзине уређаја и чак ограничава функционалну фреквенцију
У стању УКЉУЧЕНОСТИ МОСФЕТ уређаја, постојаће минималне вредности отпора где то резултира падом напона у преднапону. Такође, постоји коначни отпор стања искљученог стања који испоручује обрнуту струју цурења
Када уређај ради у практичним карактеристикама, губи напајање у условима УКЉУЧЕНО и ИСКЉУЧЕНО. То се дешава чак иу транзиционим државама.

Пример МОСФЕТ-а као прекидача

У доњем распореду кола, побољшани режим и Н-канални МОСФЕТ се користе за пребацивање лампе за узорке у условима УКЉУЧЕНО и ИСКЉУЧЕНО. Позитивни напон на терминалу капије примењује се на базу транзистора и лампица прелази у стање ОН и овде В_ГС= + в или на нултом нивоу напона, уређај се пребацује у стање ОФФ где В_ГС= 0.

“како направити напајање ”

МОСФЕТ као прекидач

Ако би отпорно оптерећење лампе требало заменити индуктивним оптерећењем и повезати са релејем или диодом која је заштићена од оптерећења. У горе наведеном колу, то је врло једноставно коло за пребацивање отпорног оптерећења као што је лампа или ЛЕД. Али када се МОСФЕТ користи као прекидач са индуктивним или капацитивним оптерећењем, тада је потребна заштита МОСФЕТ уређаја.

Ако у случају да МОСФЕТ није заштићен, то може довести до оштећења уређаја. Да би МОСФЕТ функционисао као аналогни преклопни уређај, потребно је да се пребацује између свог пресечног подручја где је В_ГС= 0 и област засићења где је В_ГС= + в.

Видео Десцриптион

МОСФЕТ такође може функционисати као транзистор и скраћено се назива транзистор са ефектом силицијумског ефекта од метала оксида. Овде је само име указивало да се уређајем може управљати као транзистор. Имаће П-канал и Н-канал. Уређај је повезан на такав начин помоћу четири терминала за извор, запор и одвод, а отпорно оптерећење од 24Ω је повезано серијски с амперметром, а мерач напона је повезан преко МОСФЕТ-а.

У транзистору струја струје у капији је у позитивном смеру и изворни прикључак је повезан са масом. Док је у транзисторским уређајима са биполарним спојем проток струје преко пута од базе до емитора. Али у овом уређају нема протока струје, јер се на почетку капије налази кондензатор, потребан је само напон.

То се може догодити настављањем поступка симулације и укључивањем / искључивањем. Када је прекидач УКЉУЧЕН, нема струје кроз коло, када су повезани отпор од 24Ω и 0,29 напона амперметра, тада налазимо занемарљив пад напона на извору јер на овом уређају постоји + 0,21В.

Отпор између одвода и извора назива се РДС. Због овог РДС-а, пад напона се појављује када у кругу тече струја. РДС варира у зависности од типа уређаја (може варирати између 0,001, 0,005 и 0,05 у зависности од типа напона.

Неколико концепата које треба научити су:

1). Како одабрати МОСФЕТ за прекидач ?

Постоји неколико услова које треба поштовати приликом одабира МОСФЕТ-а као прекидача, а то су следећи:

Употреба поларитета било П или Н канала
Максимална вредност радног напона и струје
Повећани РДС УКЉУЧЕН што значи да је отпор на одводу до терминала Одвод до извора потпуно отворен
Побољшана оперативна фреквенција
Врста паковања је од То-220 и ДПАцк и многих других.

2). Шта је МОСФЕТ ефикасност прекидача?

Главно ограничење у време рада МОСФЕТ-а као комутационог уређаја је побољшана вредност струје одвода која уређај може бити у стању. То значи да је РДС у укљученом стању пресудни параметар који одређује способност пребацивања МОСФЕТ-а. Представљен је као однос напона одводног извора према напону одводне струје. Мора се израчунати само у укљученом стању транзистора.

3). Зашто се МОСФЕТ прекидач користи у Боост Цонвертеру?

Генерално, претварачу појачања потребан је прекидачки транзистор за рад уређаја. Дакле, као преклопни транзистори се користе МОСФЕТ-ови. Ови уређаји се користе за познавање тренутне вредности и вредности напона. Такође, с обзиром на брзину пребацивања и трошкове, они су широко запослени.

На исти начин, МОСФЕТ се такође може користити на више начина. а то су

МОСФЕТ као прекидач за ЛЕД
ремове_цирцле_оутлине
МОСФЕТ као прекидач за Ардуино
МОСФЕТ прекидач за наизменичну струју
МОСФЕТ прекидач за једносмерни мотор
МОСФЕТ прекидач за негативни напон
МОСФЕТ као прекидач са Ардуином
МОСФЕТ као прекидач са микроконтролером
МОСФЕТ прекидач са хистерезом
МОСФЕТ као прекидачка диода и активни отпорник
МОСФЕТ као једначина прекидача
МОСФЕТ прекидач за аирсофт
МОСФЕТ као отпорник на преклопној капији
МОСФЕТ као преклопни соленоид
МОСФЕТ прекидач помоћу оптопарника
МОСФЕТ прекидач са хистерезом

Примена МОСФЕТ-а као прекидача

Један од најистакнутијих примера овог уређаја је што се користи као прекидач за аутоматску контролу осветљености уличне расвете. Ових дана многа светла која примећујемо на аутопутевима састоје се од сијалица високог интензитета. Али употреба ХИД лампи троши повећани ниво енергије.

Осветљеност се не може ограничити на основу захтева и због тога мора постојати прекидач за алтернативни начин осветљења и то ЛЕД. Коришћењем ЛЕД система превазићи ће се недостаци лампи високог интензитета. Главни концепт који је стајао иза ове конструкције био је управљање светлима директно на аутопутевима коришћењем микропроцесора.

МОСФЕТ апликација као прекидач

То се може постићи само модификовањем импулса такта. На основу потребе, овај уређај се користи за укључивање лампи. Састоји се од малине пи плоче где је укључена у процесор за управљање. Овде се ЛЕД могу заменити уместо ХИД-ова и они имају везу са процесором преко МОСФЕТ-а. Микроконтролер испоручује одговарајуће радне циклусе, а затим се пребацује на МОСФЕТ да би пружио висок ниво интензитета.

Предности

Неколико предности су:

Генерише побољшану ефикасност чак и када функционише на минималним нивоима напона
Нема присуства запорне струје, ово ствара већу улазну импедансу, што даље обезбеђује повећану брзину пребацивања за уређај
Ови уређаји могу да функционишу на минималном нивоу снаге и користе минималну струју

Мане

Неколико недостатака су:

Када ови уређаји функционишу на нивоима напона преоптерећења, то ствара нестабилност уређаја
Како уређаји имају танак оксидни слој, то може створити оштећења на уређају када их стимулишу електростатичка наелектрисања

Апликације

Примене МОСФЕТ-а су

Појачала израђена од МОСФЕТ-а изузетно су примењена у широким фреквенцијским апликацијама
Ови уређаји пружају регулацију за једносмерне моторе
Будући да ови имају побољшане брзине пребацивања, он делује као савршен за конструкцију појачавача хеликоптера
Функције као пасивна компонента за различите електронске елементе.

На крају се може закључити да транзистору треба струја, док МОСФЕТ-у потребан напон. Захтеви за вожњу МОСФЕТ-а су много бољи, много једноставнији у поређењу са БЈТ-ом. И такође знам Како да повежем Мосфет са прекидачем?

Пхото Цредитс