MOSFETとは何ですか？

MOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）は半導体デバイスです。 MOSFETは、パワーエレクトロニクスの分野で最も一般的に使用されています。 半導体は、絶縁体や導体のように機能しない製造材料でできています。 絶縁体は、乾燥した木材など、電気を通さない天然素材です。 導体は、電気を伝導または通過させる天然素材です。 金属は、導体の最も一般的な例です。 MOSFETのようなデバイスが作られる半導体材料は、特性のような絶縁と伝導のような特性の両方を示します。 最も重要なことは、半導体は、伝導特性または絶縁特性を制御できるように設計されていることです。

トランジスタはおそらく最もよく知られている半導体デバイスです。 初期のトランジスタは、バイポーラ材料と呼ばれる技術を使用しています。 純粋なシリコンは、「ドーピング」と呼ばれるプロセスである、修復または「破損」する可能性があります。 純粋なシリコンを「ドープ」または破損するために使用される材料に応じて、p型（正）材料またはn型（負）材料を作成することができます。 p型材料とn型材料を組み合わせると、バイポーラデバイスになります。 トランジスタは、バイポーラデバイスの基本的な例です。 トランジスタには、コレクタ、エミッタ、ベースの3つの端子があります。 ベース端子の電流は、エミッタとコレクタの間の電流の流れを制御するために使用されます。

MOSFET技術は、バイポーラ技術を強化したものです。 n型とp型の両方の材料が引き続き使用されますが、パフォーマンスを向上させるために金属酸化物絶縁体が追加されます。 通常、ターミナルは3つしかありませんが、ソース、ドレイン、ゲートという名前が付けられています。 名前の電界効果部分は、デバイスを通る電子または電流の流れを制御するために使用される方法を指します。 電流は、ゲートとドレインの間に発生する電界に比例します。

バイポーラ技術を超えるもう1つの非常に重要な機能強化は、MOSFETが正の温度係数を持つことです。 これは、デバイスの温度が上昇すると、電流を伝導する傾向が低下することを意味します。 この機能により、設計者はこの機能を簡単に並行して使用して、システムの容量を増やすことができます。 双極ダイスは反対の効果があります。 MOSFETテクノロジーにより、並列のデバイスは自然にデバイス間で電流を共有します。 1つのデバイスがそのシェアを超えて伝導しようとすると、発熱して電流を伝導する傾向が低下し、すべてのデバイスが再び均等に共有されるまで、デバイスを流れる電流が減少します。 一方、並列に接続されたバイポーラデバイスは、1つのデバイスがより多くの電流を流し始めると温度が上昇します。 これは、より多くの電流がこのデバイスに切り替わり、温度がさらに上昇し、電流がさらに増加することを意味します。 これは、デバイスを急速に破壊する暴走状態です。 このため、バイポーラデバイスを並列に接続することははるかに難しく、MOSFETデバイスが現在最も人気のあるパワー半導体タイプのトランジスタである理由です。