Qu'est-ce qu'un MOSFET?
Un transistor à effet de champ semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET) est un dispositif à semi-conducteur. Un MOSFET est le plus couramment utilisé dans le domaine de l'électronique de puissance. Un semi-conducteur est fabriqué dans un matériau fabriqué qui n’agit ni comme isolant ni comme conducteur. Un isolant est un matériau naturel qui ne conduira pas l'électricité, tel qu'un morceau de bois sec. Un conducteur est un matériau naturel qui conduit ou laisse passer l’électricité. Les métaux sont les exemples les plus courants de conducteurs. Un matériau semi-conducteur à partir duquel des dispositifs comme un MOSFET sont fabriqués présente à la fois des propriétés isolantes et des propriétés de conduction. Plus important encore, les semi-conducteurs sont conçus de telle sorte que les propriétés de conduction ou d’isolation puissent être contrôlées.
Le transistor est peut-être le dispositif à semi-conducteur le plus connu. Les premiers transistors utilisent une technologie appelée matériau bipolaire. Le silicium pur peut être trafiqué ou "corrompu" - un processus appelé "dopage". Il est possible de fabriquer un matériau de type p (positif) ou de type n (négatif) en fonction du matériau utilisé pour "doper" ou corrompre le silicium pur. Si vous combinez un matériau de type p et un matériau de type n, vous avez un dispositif bipolaire. Le transistor est un exemple de base d'un dispositif bipolaire. Le transistor a trois bornes, le collecteur, l'émetteur et la base. Le courant dans le terminal de base est utilisé pour contrôler le flux de courant entre l’émetteur et le collecteur.
La technologie MOSFET est une amélioration de la technologie bipolaire. Les matériaux de type n et p sont toujours utilisés mais des isolateurs en oxyde métallique sont ajoutés pour améliorer les performances. Il n'y a toujours que trois terminaux, mais ils portent maintenant les noms suivants: la source, le drain et la porte. La partie à effet de champ du nom fait référence à la méthode utilisée pour contrôler le flux d'électrons ou de courant à travers le dispositif. Le courant est proportionnel au champ électrique développé entre la porte et le drain.
Une autre amélioration très importante par rapport à la technologie bipolaire est qu'un MOSFET a un coefficient de température positif. Cela signifie que lorsque la température de l'appareil augmente, sa tendance à conduire le courant diminue. Cette fonctionnalité permet au concepteur de l’utiliser facilement en parallèle pour augmenter la capacité du système. Un deice bipolaire a l'effet inverse. Avec la technologie MOSFET, les appareils en parallèle se partagent naturellement le courant. Si un appareil essaie de conduire plus que sa part, il va chauffer et la tendance à conduire le courant va diminuer, ce qui réduira le courant traversant l'appareil jusqu'à ce que tous les appareils partagent à nouveau de manière égale. Les dispositifs bipolaires en parallèle, en revanche, augmentent en température si un dispositif commence à conduire plus de courant. Cela signifie que plus de courant passera sur cet appareil, ce qui entraînera une nouvelle augmentation de la température et une nouvelle augmentation du courant. Il s'agit d'une condition d'emballement qui détruit rapidement l'appareil. Pour cette raison, il est beaucoup plus difficile de connecter des dispositifs bipolaires en parallèle et la raison pour laquelle les dispositifs MOSFET sont maintenant le transistor à semi-conducteur de puissance le plus répandu.