Vad är en MOSFET?
En MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) är en halvledaranordning. En MOSFET används oftast inom kraftelektronik. En halvledare är tillverkad av tillverkat material som varken fungerar som en isolator eller en ledare. En isolator är ett naturligt material som inte leder elektricitet, till exempel ett torrt trästycke. En ledare är ett naturligt material som leder eller överför el. Metaller är de vanligaste exemplen på ledare. Halvledarmaterial från vilket enheter som en MOSFET är tillverkade uppvisar både isoleringsliknande egenskaper och ledningsliknande egenskaper. Viktigast är att halvledare är utformade så att lednings- eller isoleringsegenskaperna kan kontrolleras.
Transistorn är kanske den mest kända halvledaranordningen. Tidiga transistorer använder en teknik som kallas bipolärt material. Rent kisel kan doktoreras eller "skadas" - en process som kallas "doping". Det är möjligt att tillverka antingen p-typ (positivt) material eller n-typ (negativt) material beroende på material som används för att "dope" eller förstöra det rena kislet. Om du kombinerar material av p-typ och material av n-typ har du en bipolär enhet. Transistorn är ett grundläggande exempel på en bipolär enhet. Transistorn har tre terminaler, kollektorn, emittern och basen. Strömmen i basterminalen används för att styra strömflödet mellan emittern och kollektorn.
MOSFET-tekniken är en förbättring av bipolär teknik. Både material av n- och p-typ används fortfarande men metalloxidisolatorer tillsätts för att ge vissa prestandaförbättringar. Det finns fortfarande bara tre terminaler men de har nu följande namn, källan, avloppet och grinden. Fälteffektdelen av namnet hänvisar till metoden som används för att kontrollera elektron- eller strömflödet genom enheten. Strömmen är proportionell mot det elektriska fältet som utvecklas mellan grinden och avloppet.
En annan mycket viktig förbättring jämfört med bipolär teknik är att en MOSFET har en positiv temperaturkoeffektiv. Detta betyder att när temperaturen på enheten ökar dess tendens att leda strömmen minskar. Med den här funktionen kan designern enkelt använda den parallellt för att öka systemets kapacitet. En bipolär tärning har motsatt effekt. Med MOSFET-teknik delar parallella enheter naturligtvis ström mellan dem. Om en enhet försöker leda mer än sin del kommer den att värmas upp och tendensen att leda ström kommer att minska vilket gör att strömmen genom enheten minskar tills alla enheter återigen delar jämnt. Bipolära enheter parallellt ökar å andra sidan temperaturen om en enhet börjar leda mer ström. Detta innebär att mer ström kommer att byta till den här anordningen, vilket kommer att resultera i en ytterligare temperaturökning och ytterligare en ökning av strömmen. Detta är ett skickligt tillstånd som snabbt förstör enheten. Av denna anledning är det mycket svårare att ansluta bipolära enheter parallellt och anledningen till att MOSFET-enheter är nu den mest populära transistorn av typen halvledare.