Che cos'è un MOSFET?
Un MOSFET (transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo) è un dispositivo a semiconduttore. Un MOSFET è più comunemente usato nel campo dell'elettronica di potenza. Un semiconduttore è realizzato in materiale fabbricato che non funge né da isolante né da conduttore. Un isolante è un materiale naturale che non conduce elettricità, come un pezzo di legno secco. Un conduttore è un materiale naturale che conduce o passa l'elettricità. I metalli sono gli esempi più comuni di conduttori. Il materiale semiconduttore da cui sono fabbricati dispositivi come un MOSFET presenta sia proprietà isolanti che conduttive. Ancora più importante, i semiconduttori sono progettati in modo tale da poter controllare le proprietà di conduzione o isolamento.
Il transistor è forse il dispositivo a semiconduttore più noto. I primi transistor usano una tecnologia chiamata materiale bipolare. Il silicio puro può essere corrotto o "corrotto" - un processo che viene chiamato "doping". È possibile produrre materiale di tipo p (positivo) o di tipo n (negativo) a seconda del materiale utilizzato per "drogare" o corrompere il silicio puro. Se combini materiale di tipo p e materiale di tipo n, hai un dispositivo bipolare. Il transistor è un esempio di base di un dispositivo bipolare. Il transistor ha tre terminali, il collettore, l'emettitore e la base. La corrente nel terminale di base viene utilizzata per controllare il flusso di corrente tra l'emettitore e il collettore.
La tecnologia MOSFET è un miglioramento della tecnologia bipolare. Vengono ancora utilizzati materiali di tipo n e p, ma vengono aggiunti isolanti di ossido di metallo per fornire alcuni miglioramenti delle prestazioni. In genere ci sono ancora solo tre terminali, ma ora hanno i seguenti nomi, la fonte, il drain e il gate. La parte dell'effetto di campo del nome si riferisce al metodo utilizzato per controllare l'elettrone o il flusso di corrente attraverso il dispositivo. La corrente è proporzionale al campo elettrico sviluppato tra cancello e drain.
Un altro miglioramento molto significativo rispetto alla tecnologia bipolare è che un MOSFET ha un coefficiente di temperatura positivo. Ciò significa che quando la temperatura del dispositivo aumenta la sua tendenza a condurre la corrente diminuisce. Questa funzionalità consente al progettista di utilizzarlo facilmente in parallelo per aumentare la capacità del sistema. Un deice bipolare ha l'effetto opposto. Con la tecnologia MOSFET, i dispositivi in parallelo condivideranno naturalmente la corrente tra loro. Se un dispositivo tenta di condurre più della sua quota, si surriscalda e la tendenza a condurre la corrente diminuisce causando una diminuzione della corrente attraverso il dispositivo fino a quando tutti i dispositivi non condividono nuovamente uniformemente. I dispositivi bipolari in parallelo, d'altra parte, aumentano di temperatura se un dispositivo inizia a condurre più corrente. Ciò significa che più corrente passerà a questo dispositivo che comporterà un ulteriore aumento della temperatura e un ulteriore aumento della corrente. Questa è una condizione fuori controllo che distrugge rapidamente il dispositivo. Per questo motivo è molto più difficile collegare in parallelo dispositivi bipolari e la ragione per cui i dispositivi MOSFET sono ora il più popolare transistor di tipo a semiconduttore di potenza.