MOSFET haqida batafsil tushuncha

MOSFET (Metal-Oksid Yarimo'tkazgich Maydon Effekti Tranzistori) asoslari, shu jumladan, raqamli sxemalar, quvvat elektronikasi, avtomobillarni boshqarish va sensor tizimlarida qo'llaniladigan struktura, ishlash printsipi, klassifikatsiya va asosiy dasturlarga oid ma'lumotlarni o'rganing.

MOSFET (Metal-Oksid Yarimo'tkazgich Maydon Effekti Tranzistori) elektr maydon boshqaruv qiladigan kuchlanishga bog'liq qurilmadir. U integratsiya qilingan mikrosxemalar hamda alohida qurilmalarda asosiy komponent sifatida xizmat qiladi va oddiy tuzilishiga, tezkor javob berishiga va integratsiya qilish osonligiga ega bo'lgani uchun turli analog va raqamli elektr sxemalarida keng qo'llaniladi.

MOSFET rivojlantirish kuch elektronikasi, quvvat boshqaruv, kompyuter chip dizayni hamda avtomobil elektronikasi sohalaridagi texnologiyalarni sezilarli darajada rivojlantirdi.

1. Batafsil Tuzilish

MOSFETning asosiy tuzilishi to'rtta asosiy sohadan iborat:

Manba: Elektronlar yoki vakansiyalar kiritiladigan nuqta; u tok kirish terminali vazifasini bajaradi.
Tushiruvchi: O'tkazuvchanlik tashabbuslari chiqadigan terminal; bu tok chiqish terminalidir.
Shlyuz: Tashqi kuchlanish qo'llanilganda o'tkazuvchan kanal hosil bo'lishini nazorat qiladi; uchuruvchi sifatida ishlaydi. U, odatda, ajoyib izolyatsiya xususiyatlariga ega bo'lgan yupqa oksid qatlami (SiO₂) bilan qoplangan bo'ladi.
Substrat: Qurilmaning asosiy yarimo'tkazgich materiali, odatda zaif legirlangan P-tip yoki N-tipli kremniydan iborat.

Substratning turi va kanal munosabatlari:

NMOS: P-tip substrat + N-tip manba/tushiruvchi; elektronlar o'tkazuvchanlik tashabbuslaridir.
PMOS: N-tip substrat + P-tip manba/tushiruvchi; vakansiyalar o'tkazuvchanlik tashabbuslaridir.
Kuchaytirish va Yo'qotish rejimlari orasidagi farq:
Kuchaytirish rejimi: Oddiy holda o'chirilgan; o'tkazish uchun eshak kuchlanish talab qilinadi.
Yo'qotish rejimi: Oddiy holda yoqilgan; eshak kuchlanish qo'llanilganda o'tkazmaydigan hoga keladi.

2. Ishlash printsipi (Maydon bilan boshqariladigan)

MOSFET ning ishlashi asosan elektr maydon effekti asosida amalga oshiriladi, bu yarimo'tkazgichdagi zaryad tashuvchilarning taqsimlanishini nazorat qiladi.

Kuchaytiruvchi rejimli NMOSFET: Geytga musbat kuchlanish berilganda, geyt ostidagi P-turidagi parda elektr maydon tufayli elektronlarni jalb qiladi, N-turi inversiyasi qatlami hosil bo'ladi va manbadan quyoshga qarshi o'tkazuvchan kanal vujudga keladi.
Kuchaytiruvchi rejimli PMOSFET: Geytga manfiy kuchlanish berilganda, N-turidagi substrat sirtiga dario'lar jalb qilinadi, manba va quyosh o'rtasida o'tkazuvchanlikka imkon beruvchi P-turidagi kanal hosil qiladi.

Yoqish va o'chirish holatlarini boshqarish:

MOSFET ning kalitlanish xatti-harakati geyt-manba kuchlanishi (VGS) ga qarab belgilanadi:

VGS ≤ Vth (porog kuchlanishi) bo'lganda, kanal hosil bo'ladi va qurilma yoqiladi.

VGS ＜ Vth bo'lganda, kanal yo'qoladi va qurilma o'chiriladi.

3. Asosiy klassifikatsiya usullari

MOSFETlarni turli mezonlarga ko'ra turli xil tasniflash mumkin:

Klassifikatsiya standarti	TUR	Xususiyatlari
O'tkazish mexanizmi bo'yicha	NMOS	Yuqori mobillik, tez o'tkazish tezligi
O'tkazish mexanizmi bo'yicha	PMOS	Past statik quvvat iste'moli, kuchli to'siqqa chidamlilik
Ish rejimi bo'yicha	Kuchaytiruvchi tip	Hech qanday darvozali kuchlanish, o'tkazuvchanlik yo'q
Ish rejimi bo'yicha	Yo'q qilish turi	Odatiy o'tkazuvchanlik holati
Qo'llanma bo'yicha	Mantiqiy tur	Elektr uzatish va signallarni almashtirish uchun ishlatiladi
Qo'llanma bo'yicha	Quvvat turi	Quvvatni boshqarish, motor haydash uchun ishlatiladi

NMOS qurilmalar yuqori elektron harakatchanlik va past oqimli qarshilik tufayli yuqori chastotali va yuqori samarali dasturlarda kengroq qo'llaniladi.

4. Odatiy qo'llaniladigan sohalari

MOSFETlar past quvvatli nazoratdan tortib yuqori kuchlanishli haydashgacha bo'lgan turli vaziyatlarga mos keladi:

Raqamli elektr chizmalar va mantiqiy loyihalash: CMOS mantiqiy elementlar mikroprotsessorlar, mikrokontrollerlar va xotira chip-larining asosini tashkil qiluvchi to'ldiruvchi NMOS va PMOSdan iborat. Zamonaviy SoC (Chipda tizim) milliardlab MOSFETlarni integratsiya qiladi.
Elektr ta'minoti va quvvat boshqaruvi: Efiya o'tkazgich sifatida ular keng qo'llaniladi. DC-DC o'zgartirgichlar, kalitlanuvchi elektr manbalari (SMPS), invertorlar va LED haydovchilarda. Ular yumshoq kalitlashni, past EMI va yuqori samarali loyihalashni qo'llab-quvvatlaydi.
Analog chizmalar: Kuchaytirgich sifatida ishlatiladigan MOSFETlar doimiy tok manbasi va analog kalitlar sifatida ham qo'llaniladi. Ulardan audio kuchaytirgichlar va quvvat almashish tsikllarida ajoyib natijalar beradi.
Avtomobil va sanoat nazorati: MOSFETlar avtomobil ECUlari, dvigatel boshqaruv qurilmalari va bord elektr zaryad qurilmalarida (OBC) keng qo'llaniladi. Shuningdek, sanoat avtomatlashtirishda haydovchi modullar, PLC va rele almashtirishda ham qo'llaniladi.
Sensorlar va aniqlash tizimlari: MOSFETlarni CMOS tasvir sensorlari, infraqizil nurlanish sensorlari va MEMS sensorlarida signallarni o'qish elektron sxemalarini yaratishda ishlatiladi. Ular yuqori hisobga ega bo'lgan signallarni aniqlash uchun kuchaytirgich vazifasini bajaradi.

5. Xulosa

Mukammal elektr xususiyatlari, oddiy tuzilishi va yuqori boshqaruvchanligi tufayli MOSFETlar elektronika sanoatida etarli bo'lmagan komponentlarga aylandi.

Istеmоl elektr asboblaridan bоg'lanish qurilmalariga qadar, sanoat avtomatlashtirishdan yangi energiya elektr transport vositalarigacha ularning qo'llanilishi hamma joyda uchrab turadi.

Tuzilishini, printsipini va qo'llanma xususiyatlarini bilish orqali moslamani tanlash, tizim loyihalash va mahsulotni takomillashtirishni samarali amalga oshirishingiz mumkin.

Oldingi

Hech narsa

Barcha ilovalar Keyingi

Diodlarning funktsiyalari va qo'llanilishi