Wat is een MOSFET?
Een MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is een halfgeleiderapparaat. Een MOSFET wordt meestal gebruikt op het gebied van vermogenselektronica. Een halfgeleider is gemaakt van vervaardigd materiaal dat noch als een isolator noch als een geleider werkt. Een isolator is een natuurlijk materiaal dat geen elektriciteit geleidt, zoals een droog stuk hout. Een geleider is een natuurlijk materiaal dat elektriciteit geleidt of doorlaat. Metalen zijn de meest voorkomende voorbeelden van geleiders. Halfgeleidermateriaal waaruit apparaten zoals een MOSFET worden gemaakt, vertoont zowel isolatie-achtige eigenschappen als geleiding-achtige eigenschappen. Het belangrijkste is dat halfgeleiders zo zijn ontworpen dat de geleiding of isolatie-eigenschappen kunnen worden geregeld.
De transistor is misschien wel het bekendste halfgeleiderapparaat. Vroege transistors gebruiken een technologie die bi-polair materiaal wordt genoemd. Zuiver silicium kan worden behandeld of "beschadigd" - een proces dat "doping" wordt genoemd. Het is mogelijk om p-type (positief) materiaal of n-type (negatief) materiaal te maken, afhankelijk van het materiaal dat wordt gebruikt om het zuivere silicium te "dopen" of te corrumperen. Als u p-type materiaal en n-type materiaal combineert, hebt u een bipolair apparaat. De transistor is een eenvoudig voorbeeld van een bipolair apparaat. De transistor heeft drie terminals, de collector, de emitter en de basis. De stroom in de basisterminal wordt gebruikt om de stroom tussen de zender en de collector te regelen.
MOSFET-technologie is een verbetering van bipolaire technologie. Zowel n- als p-type materiaal wordt nog steeds gebruikt, maar metaaloxide-isolatoren worden toegevoegd om enkele prestatieverbeteringen te verschaffen. Er zijn meestal nog slechts drie terminals, maar deze hebben nu de volgende namen, de bron, de afvoer en de poort. Het veldeffectgedeelte van de naam verwijst naar de methode die wordt gebruikt om het elektron of de stroom door het apparaat te regelen. De stroom is evenredig met het elektrische veld dat wordt ontwikkeld tussen de poort en de afvoer.
Een andere zeer belangrijke verbetering ten opzichte van bipolaire technologie is dat een MOSFET een positieve temperatuurcoëfficiënt heeft. Dit betekent dat naarmate de temperatuur van het apparaat toeneemt, de neiging om stroom te geleiden afneemt. Met deze functie kan de ontwerper het gemakkelijk parallel gebruiken om de capaciteit van het systeem te vergroten. Een bipolaire deice heeft het tegenovergestelde effect. Met MOSFET-technologie zullen apparaten in parallel natuurlijk de stroom tussen hen delen. Als een apparaat meer probeert te geleiden dan zijn aandeel, wordt het warm en neemt de neiging om stroom te geleiden af, waardoor de stroom door het apparaat afneemt totdat alle apparaten weer gelijkmatig delen. Bipolaire apparaten parallel, daarentegen, stijgen in temperatuur als een apparaat meer stroom begint te geleiden. Dit betekent dat meer stroom naar dit apparaat zal schakelen, wat zal resulteren in een verdere toename van de temperatuur en een verdere toename van de stroom. Dit is een weggelopen toestand die het apparaat snel vernietigt. Om deze reden is het veel moeilijker om bipolaire apparaten parallel aan te sluiten en de reden dat MOSFET-apparaten nu de meest populaire transistor van het type halfgeleidervermogen zijn.