Mengapa voltan MOSFET dikawal?

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) dipanggil peranti terkawal voltan terutamanya kerana prinsip operasinya bergantung terutamanya pada kawalan voltan get (Vgs) ke atas arus longkang (Id), dan bukannya bergantung pada arus untuk mengawalnya, kerana adalah kes dengan transistor bipolar (seperti BJT). Berikut ialah penjelasan terperinci tentang MOSFET sebagai peranti terkawal voltan:

Prinsip Kerja

Kawalan Voltan Pintu:Jantung MOSFET terletak pada struktur antara pintu gerbang, sumber dan longkangnya, dan lapisan penebat (biasanya silikon dioksida) di bawah pintu gerbang. Apabila voltan dikenakan pada pintu pagar, medan elektrik tercipta di bawah lapisan penebat, dan medan ini mengubah kekonduksian kawasan antara punca dan longkang.

Pembentukan Saluran Konduktif:Untuk MOSFET saluran N, apabila voltan get Vgs cukup tinggi (melebihi nilai tertentu yang dipanggil voltan ambang Vt), elektron dalam substrat jenis P di bawah pintu masuk tertarik ke bahagian bawah lapisan penebat, membentuk N- jenis saluran konduktif yang membolehkan kekonduksian antara punca dan longkang. Sebaliknya, jika Vgs lebih rendah daripada Vt, saluran pengalir tidak terbentuk dan MOSFET berada di cutoff.

Kawalan arus longkang:saiz Id arus longkang dikawal terutamanya oleh voltan get Vgs. Semakin tinggi Vgs, semakin luas saluran pengalir terbentuk, dan semakin besar Id arus longkang. Hubungan ini membolehkan MOSFET bertindak sebagai peranti arus terkawal voltan.

Kelebihan Pencirian Piezo

Impedans Input Tinggi:Impedans input MOSFET adalah sangat tinggi disebabkan oleh pengasingan pintu dan kawasan saliran sumber oleh lapisan penebat, dan arus get hampir sifar, yang menjadikannya berguna dalam litar di mana galangan input tinggi diperlukan.

Bunyi Rendah:MOSFET menghasilkan bunyi yang agak rendah semasa operasi, sebahagian besarnya disebabkan oleh impedans input yang tinggi dan mekanisme pengaliran pembawa unipolar.

Kelajuan penukaran pantas:Memandangkan MOSFET ialah peranti terkawal voltan, kelajuan pensuisannya biasanya lebih pantas daripada transistor bipolar, yang perlu melalui proses penyimpanan dan pelepasan cas semasa pensuisan.

Penggunaan Kuasa Rendah:Dalam keadaan hidup, rintangan sumber saliran (RDS(on)) MOSFET adalah agak rendah, yang membantu mengurangkan penggunaan kuasa. Juga, dalam keadaan cutoff, penggunaan kuasa statik adalah sangat rendah kerana arus get hampir sifar.

Secara ringkasnya, MOSFET dipanggil peranti terkawal voltan kerana prinsip operasinya sangat bergantung pada kawalan arus longkang oleh voltan pintu. Ciri kawalan voltan ini menjadikan MOSFET menjanjikan pelbagai aplikasi dalam litar elektronik, terutamanya di mana galangan input tinggi, hingar rendah, kelajuan pensuisan pantas dan penggunaan kuasa yang rendah diperlukan.