اصول کار ماسفت را درک کنید و اجزای الکترونیکی را کارآمدتر به کار ببرید

درک اصول عملیاتی ماسفت ها (ترانزیستورهای اثر میدانی فلز-اکسید-نیمه هادی) برای استفاده موثر از این قطعات الکترونیکی با راندمان بالا ضروری است. ماسفت ها عناصر ضروری در دستگاه های الکترونیکی هستند و درک آنها برای تولیدکنندگان ضروری است.

در عمل، سازندگانی وجود دارند که ممکن است به طور کامل از عملکردهای خاص ماسفت ها در طول کاربردشان قدردانی نکنند. با این وجود، با درک اصول کار ماسفت ها در دستگاه های الکترونیکی و نقش های مربوط به آنها، می توان با در نظر گرفتن ویژگی های منحصر به فرد آن و ویژگی های خاص محصول، مناسب ترین ماسفت را از نظر استراتژیک انتخاب کرد. این روش عملکرد محصول را افزایش می دهد و رقابت آن را در بازار تقویت می کند.

بسته ماسفت WINSOK SOT-23-3

اصول کار ماسفت

هنگامی که ولتاژ گیت منبع (VGS) ماسفت صفر است، حتی با اعمال ولتاژ منبع تخلیه (VDS)، همیشه یک اتصال PN در بایاس معکوس وجود دارد و در نتیجه هیچ کانال رسانا (و بدون جریان) بین تخلیه و منبع ماسفت. در این حالت جریان تخلیه (ID) ماسفت صفر است. اعمال یک ولتاژ مثبت بین گیت و منبع (VGS > 0) یک میدان الکتریکی در لایه عایق SiO2 بین دروازه ماسفت و زیرلایه سیلیکونی ایجاد می کند که از دروازه به سمت بستر سیلیکونی نوع P هدایت می شود. با توجه به اینکه لایه اکسید عایق است، ولتاژ اعمال شده به گیت، VGS، نمی تواند جریانی در ماسفت ایجاد کند. در عوض، یک خازن در سراسر لایه اکسید تشکیل می دهد.

با افزایش تدریجی VGS، خازن شارژ می شود و میدان الکتریکی ایجاد می کند. الکترون‌های متعددی که توسط ولتاژ مثبت در گیت جذب می‌شوند، در طرف دیگر خازن جمع می‌شوند و یک کانال رسانای نوع N را از تخلیه به منبع در ماسفت تشکیل می‌دهند. هنگامی که VGS از آستانه ولتاژ VT (معمولاً حدود 2 ولت) فراتر می رود، کانال N MOSFET هدایت می شود و جریان ID جریان تخلیه را آغاز می کند. ولتاژ منبع دروازه ای که در آن کانال شروع به تشکیل می کند، ولتاژ آستانه VT نامیده می شود. با کنترل بزرگی VGS و در نتیجه میدان الکتریکی، اندازه شناسه جریان تخلیه در ماسفت قابل تعدیل است.

بسته ماسفت WINSOK DFN5x6-8

برنامه های کاربردی ماسفت

ماسفت به دلیل ویژگی های سوئیچینگ عالی خود مشهور است، که منجر به کاربرد گسترده آن در مدارهایی که نیاز به سوئیچ های الکترونیکی دارند، مانند منابع تغذیه سوئیچ حالت. در کاربردهای ولتاژ پایین با استفاده از منبع تغذیه 5 ولت، استفاده از ساختارهای سنتی منجر به افت ولتاژ در سرتاسر امیتر پایه یک ترانزیستور اتصال دوقطبی (حدود 0.7 ولت) می شود که تنها 4.3 ولت برای ولتاژ نهایی اعمال شده به دروازه باقی می ماند. ماسفت در چنین سناریوهایی، انتخاب ماسفت با ولتاژ نامی گیت 4.5 ولت خطرات خاصی را به همراه دارد. این چالش همچنین در کاربردهایی که شامل 3 ولت یا سایر منابع تغذیه با ولتاژ پایین هستند، آشکار می شود.