Co to jest MOSFET?
MOSFET (tranzystor polowy z tlenkiem metalu) jest urządzeniem półprzewodnikowym. MOSFET jest najczęściej stosowany w dziedzinie elektroniki energetycznej. Półprzewodnik jest wykonany z wytworzonego materiału, który nie działa ani jak izolator, ani przewodnik. Izolator to naturalny materiał, który nie przewodzi prądu, taki jak suchy kawałek drewna. Przewodnik jest naturalnym materiałem, który przewodzi lub przekazuje prąd. Metale są najczęstszymi przykładami przewodników. Materiał półprzewodnikowy, z którego wykonane są urządzenia takie jak MOSFET, wykazuje zarówno właściwości podobne do izolacji, jak i właściwości podobne do przewodnictwa. Co najważniejsze, półprzewodniki są zaprojektowane tak, aby można było kontrolować właściwości przewodzące lub izolacyjne.
Tranzystor jest prawdopodobnie najlepiej znanym urządzeniem półprzewodnikowym. Wczesne tranzystory wykorzystują technologię zwaną materiałem dwubiegunowym. Czysty krzem można udokumentować lub „zepsuć” - proces określany jako „doping”. Możliwe jest wykonanie materiału typu p (dodatniego) lub typu n (ujemnego) w zależności od materiału użytego do „domieszkowania” lub uszkodzenia czystego krzemu. Jeśli połączysz materiał typu p i materiał typu n, otrzymasz urządzenie dwubiegunowe. Tranzystor jest podstawowym przykładem urządzenia bipolarnego. Tranzystor ma trzy zaciski, kolektor, emiter i podstawę. Prąd w terminalu podstawowym służy do sterowania przepływem prądu między emiterem a kolektorem.
Technologia MOSFET stanowi rozszerzenie technologii bipolarnej. Nadal stosuje się zarówno materiały typu p, jak i izolatory z tlenku metalu, aby zapewnić pewne ulepszenia wydajności. Nadal są zwykle tylko trzy terminale, ale teraz mają następujące nazwy: źródło, odpływ i bramkę. Część nazwy dotycząca efektu pola odnosi się do metody stosowanej do kontroli przepływu elektronów lub prądu przez urządzenie. Prąd jest proporcjonalny do pola elektrycznego wytwarzanego między bramą a drenem.
Innym bardzo znaczącym ulepszeniem w stosunku do technologii bipolarnej jest to, że MOSFET ma dodatni współczynnik temperaturowy. Oznacza to, że wraz ze wzrostem temperatury urządzenia maleje jego tendencja do przewodzenia prądu. Ta funkcja pozwala projektantowi z łatwością używać go równolegle w celu zwiększenia wydajności systemu. Dwubiegunowy aparat ma odwrotny skutek. Dzięki technologii MOSFET równolegle urządzenia naturalnie dzielą prąd między nimi. Jeśli jedno urządzenie spróbuje przewodzić więcej niż swój udział, nagrzeje się, a tendencja do przewodzenia prądu zmniejszy się, powodując spadek prądu przez urządzenie, dopóki wszystkie urządzenia nie będą ponownie dzielić równomiernie. Z drugiej strony urządzenia bipolarne równolegle zwiększają temperaturę, jeśli jedno urządzenie zacznie przewodzić większy prąd. Oznacza to, że więcej prądu przełączy się na to urządzenie, co spowoduje dalszy wzrost temperatury i dalszy wzrost prądu. Jest to stan niekontrolowany, który szybko niszczy urządzenie. Z tego powodu znacznie trudniej jest połączyć urządzenia bipolarne równolegle, a urządzenia MOSFET są obecnie najpopularniejszym tranzystorem półprzewodnikowym mocy.