Metal oxide semiconductor field effect transistor (mosfet)

Depletion Mode:

Visualize the gate as one plate of a parallel-plate capacitor and the channel as the other plate. The silicon dioxide insulating layer is the dielectric. With a negative gate voltage, the negative charges on the gate repel conduction electrons from the channel, leaving positive ions in their place. Thereby, the n channel is depleted of  some of its electrons, thus decreasing the channel conductivity. The greater the negative voltage on the gate, the greater the depletion of n-channel electrons. At a sufficiently  negative gate-to-source voltage, V _{GS(off )}, the channel is totally depleted and the drain current is zero. Like the n-channel JFET, the n-channel D-MOSFET conducts drain current for gate-to-source voltages between V _{GS(off )} and zero. In addition, the D-MOSFET conducts for values of V _GS above zero. Operation of n-channel D-MOSFET are shown in Fig:

Как проверить полевой транзистор?

В норме сопротивление между любыми выводами ПТ бесконечно велико.

И, если тестер показывает какое-то небольшое сопротивление, то ПТ, скорее всего, пробит и подлежит замене.

Во многих ПТ имеется встроенный диод между стоком и истоком для защиты канала от обратного напряжения (напряжения обратной полярности).

Таким образом, если поставить «+» тестера (красный щуп, соединенный с «красным» входом тестера) на исток, а «-» (черный щуп, соединенный с черным входом тестера) на сток, то канал будет «звониться», как обычный диод в прямом направлении.

Это справедливо для ПТ с n-каналом. Для ПТ с p-каналом полярность щупов будет обратной.

Как проверить диод с помощью цифрового тестера, описано в соответствующей статье. Т.е. на участке «сток — исток» будет падать напряжение 500-600 мВ.

Если поменять полярность щупов, к диоду будет приложено обратное напряжение, он будет закрыт и тестер это зафиксирует.

Однако исправность защитного диода еще не говорит об исправности транзистора в целом. Более того, если «прозванивать» ПТ, не выпаивая из схемы, то из-за параллельно подключенных цепей не всегда можно сделать однозначный вывод даже об исправности защитного диода.

В таких случаях можно выпаять транзистор, и, используя небольшую схему для тестирования, однозначно ответить на вопрос – исправен ли ПТ или нет.

В исходном состоянии кнопка S1 разомкнута, напряжение на затворе относительно стока равно нулю. ПТ закрыт, и светодиод HL1 не светится.

При замыкании кнопки на резисторе R3 появляется падение напряжения (около 4 В), приложенное между истоком и затвором. ПТ открывается, и светодиод HL1 светится.

Эту схему можно собрать в виде модуля с разъемом для ПТ. Транзисторы в корпусе D2 pack (который предназначен для монтажа на печатную плату) в разъем не вставишь, но можно припаять к его электродам проводники, и уже их вставить в разъем. Для проверки ПТ с p-каналом полярность питания и светодиода нужно изменить на обратную.

Иногда полупроводниковые приборы выходят из строя бурно, с пиротехническими, дымовыми и световыми эффектами.

В этом случае на корпусе образуются дыры, он трескается или разлетается на куски. И можно сделать однозначный вывод об их неисправности, не прибегая к приборам.

В заключение скажем, что буквы MOS в аббревиатуре MOSFET расшифровываются как Metal — Oxide — Semiconductor (металл – оксид – полупроводник). Такова структура ПТ – металлический затвор («кран») отделен от канала из полупроводника слоем диэлектрика (оксида кремния).

Надеюсь, с «трубами», «кранами» и прочей «сантехникой» вы сегодня разобрались.

Однако, теория, как известно, без практики мертва! Надо обязательно поэкспериментировать с полевиками, поковыряться, повозиться с их проверкой, пощупать, так сказать.

Преимущества и недостатки МОП-транзисторов

Униполярные транзисторы имеют довольно широкое распространение в современной системотехнике благодаря ряду преимуществ, среди которых:

• возможность мгновенного переключения;
• отсутствие вторичного пробоя;
• хорошая эффективность работы при низких напряжениях;
• стабильность при температурных колебаниях;
• низкий уровень шума при работе;
• большой коэффициент усиления сигнала;
• экономичность в плане энергопотребления;
• меньшее количество технологических операций при построении схем с использованием МОП-транзисторов по сравнению с применением биполярных приборов.

Применение этих приборов ограничивают следующие недостатки:

Важнейший минус – повышенная чувствительность к статическому электричеству. Тонкий слой оксида кремния легко повреждается электростатическими зарядами, поэтому МОП-приборы могут выйти из строя даже при прикосновении к прибору наэлектризованными руками. Современные устройства практически лишены этого недостатка благодаря корпусам, способным минимизировать воздействие статики. Также в них могут интегрироваться защитные устройства по типу стабилитронов.

Появление нестабильности работы при напряжении перегрузки.

Разрушение структуры, начиная от температуры +150 °C. У биполярных приборов критической является температура +200 °C.

Постоянный поиск по получению хороших эксплуатационных свойств высокомощных униполярных транзисторов привел к изобретению гибридного IGBT-транзистора. Эти устройства объединили лучшие качества биполярного и полевых транзисторов.

Когда стоит использовать полевые МОП-транзисторы?

Биполярные и униполярные транзисторы — очень важные элементы, но возникает вопрос: когда их использовать? Оба типа имеют свои преимущества и недостатки, поэтому в некоторых проектах, один имеет преимущество перед другим. Использование биполярных транзисторов, безусловно, заслуживает внимания, когда схема питается от низкого напряжения (например, 1,5 В или 3,3 В), поскольку для ее работы достаточно напряжения 0,7 В. Униполярный транзистор может быть еще не полностью открыт в этих условиях.

МОП-транзисторы рекомендуются для управления нагрузками, потребляющими токи в диапазоне ампер, поскольку управляющий элемент (например, Arduino) не должен подавать на них питание — этого достаточно, чтобы установить достаточно высокий потенциал. Чтобы полностью открыть транзистор, приложите напряжение, в несколько раз превышающее пороговое напряжение между затвором и истоком (это напряжение включения).

МОП-транзисторы практически не потребляют ток от цепи, которая контролирует их работу!

Использование униполярных транзисторов рекомендуется там, где важно потребление тока. В некоторых проектах, особенно в схемах с питанием от небольших батарей, даже несколько микроампер, потребляемых базой биполярного транзистора, могут значительно сократить время работы устройства

Между эмиттером и коллектором полностью включенного (насыщенного) биполярного транзистора создается постоянное напряжение — обычно 0,2 В, но это значение может быть выше для мощных транзисторов. У униполярных транзисторов есть только сопротивление открытого канала, поэтому падение напряжения на них зависит от протекающего тока.

Напоследок еще одно практическое замечание. Если нам нужно контролировать, например, 10 так называемых сверхярких светодиодов, каждый через отдельный транзистор, то следует использовать 10 биполярных транзисторов вместе с 10 резисторами, по одному на каждую базу. Между тем, использование полевых МОП-транзисторов устранит необходимость в дополнительных резисторах, что сэкономит место на плате.

Основные характеристики Mosfet

Mosfet (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) – это тип полевого транзистора, использующегося в электронике и интегральных схемах, в том числе на материнских платах компьютеров. Этот транзистор особенно полезен для управления токами, а также для создания и усиления сигналов.

Основные характеристики Mosfet:

• Напряжение затвор-исток (VGS): это напряжение, которое необходимо подать на затвор транзистора, чтобы он начал проводить ток. Для каждого конкретного Mosfet существует минимальное и максимальное значение VGS, которое нужно соблюдать для нормальной работы.
• Максимальный ток стока (ID): это максимальный ток, который может протекать через транзистор при определенных условиях.
• Сопротивление открытого транзистора (RDS(on)): это сопротивление между истоком и стоком транзистора, когда затворное напряжение равно нулю.
• Напряжение пробоя затвор-исток (BVGS): это напряжение, которое может быть применено к затвору и стоку транзистора без возникновения пробоя изоляции. Пробой может привести к необратимому повреждению транзистора.
• Сопротивление насыщения (RD(on)): это сопротивление между истоком и стоком транзистора при насыщении, когда затворное напряжение находится в рабочем диапазоне.

Mosfet имеет ряд преимуществ перед другими типами транзисторов, таких как BJT (биполярный транзистор). Mosfet обладает высоким входным сопротивлением, низкими потерями мощности, возможностью управления мощным током и более высокой скоростью переключения. Это делает Mosfet идеальным для электронных устройств, таких как материнские платы, где требуется эффективное управление токами и сигналами.

Мосфеты на материнской плате: основные принципы их работы

Мосфеты (или полевые транзисторы с изолированным затвором) — это основные элементы электроники, используемые на материнских платах компьютера. Они играют важную роль в управлении напряжением и током, что позволяет материнской плате эффективно контролировать работу компонентов.

Основной принцип работы мосфета основан на изменении сопротивления канала под действием напряжения на его затворе. Мосфет имеет три основных вывода: исток, сток и затвор. Затвор является входом, а исток и сток — выходами.

Когда на затвор подается напряжение, между истоком и стоком возникает электрическое поле, влияющее на сопротивление канала мосфета. В зависимости от напряжения затвора, мосфет может находиться в двух состояниях: открытом и закрытом.

В открытом состоянии мосфет ведет ток от истока к стоку и имеет низкое сопротивление, поэтому напряжение проходит через него без существенных потерь. Это позволяет управлять током и напряжением на других компонентах, подключенных к мосфету.

В закрытом состоянии мосфет не ведет ток и имеет высокое сопротивление, что помогает предотвратить потери энергии и перегрев компонентов. Закрытие и открытие мосфета контролируется сигналами с материнской платы.

На материнской плате мосфеты часто используются для управления питанием различных компонентов, таких как процессор, память и графическая карта. Они позволяют материнской плате контролировать потребление энергии, предотвращать перегрузки и перегрев компонентов, а также оптимизировать работу системы в целом.

Мосфеты на материнской плате играют важную роль в обеспечении стабильности и надежности работы компьютера. Они позволяют эффективно управлять питанием и обеспечивают защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Важно отметить, что мосфеты могут нагреваться в процессе работы, особенно при высокой нагрузке. Поэтому на материнской плате часто применяются специальные радиаторы или вентиляторы для охлаждения мосфетов и предотвращения их перегрева

Применение полевых транзисторов

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

1

2

:: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.

Полевой транзистор — силовой ключ Применение полевого транзистора в качестве ключа. Читать дальше…

Применение полевых транзисторов Типичные схемы с полевыми транзисторами. Применение МОП. Читать дальше…

Уважаемый Автор,
мне кажется, в статье перепутаны определения обедненных и обогащенных транзисторов.
р-канальные транзисторы действительно бывают только обогащённого типа (они же с индуцированным каналом они же enhancement-mode). Но они не проводят ток при нулевом напряжении затвора, а отпираются при некотором пороговом отрицательном напряжении на затворе относительно с Читать ответ…

Еще статьи

Мощный полевой транзистор irfp2907. МОП, MOSFET. Свойства, параметры, …
Применение и параметры IRFP2907, мощного полевого транзистора, рассчитанного на …

Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники….
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы….

Проверка биполярного, полевого транзисторов, МОП, FET, MOSFET. Провери…
Как проверить исправность биполярного и полевого транзисторов. Методика испытани…

Высоковольтный полевой транзистор irfp450. МОП, MOSFET. Свойства, пара…
Применение и параметры IRFP450, высоковольтного полевого транзистора…

Сверхмощный импульсный усилитель звука. Площади. Вещательный. Звуковой…
Сверхмощный импульсный усилитель звука для озвучивания массовых мероприятий и пр…

Поиск, обнаружение разрывов, обрывов проводки. Найти, искать, отыскать…
Детали, сборка и наладка прибора для обнаружения скрытой проводки и ее разрывов…

Параллельное, последовательное соединение конденсаторов. Расчет емкост…
Вычисление емкости и напряжения при параллельном и последовательном соединении к…

Техника безопасности. Безопасная сборка электронных, радиоэлектронных …
Правила техники безопасности при сборке электронных устройств.
…

Немного теории (для любознательных)

Если мы добавим так называемых доноров, то есть атомы, у которых на один валентный электрон больше, чем у кремния, мы получим полупроводник N-типа. В таком полупроводнике свободные электроны от примеси становятся носителями тока. В свою очередь, полупроводник P-типа образуется после добавления так называемого акцептора, то есть атома с одним валентным электроном меньше, чем у кремния.

Например , N-канальные транзисторы (такие как BS170) имеют подложку P- типа , а сток и исток — N типа. Существуют также транзисторы с каналом P-типа — в их случае подложка легирована донорами, а сток и исток — акцепторами.

Если вы не понимаете теоретического описания того, как работают транзисторы, не волнуйтесь

Это действительно сложная тема — самое важное (на данный момент) — изучить работу этих элементов на практике!

Эффект сильного поля MOSFET:

В случае смещения сток-исток полевого транзистора возрастают до напряжения насыщения стока, которое обозначается как ‘V_Сб‘везде, где рядом со стоком создается более высокое электрическое поле. Скорость e- в этой области будет насыщаться. В области насыщения длина, рассматриваемая как ∆L сильного поля, увеличивается по мере роста источника с ростом V_DS, и действует так, как если бы длина действующего канала была уменьшена на параметр ∆L. Это явление называется модуляцией длины канала или просто CLM в основах MOSFET. Последующие упрощенные звенья проявления V_DSк длине насыщенной области:

                                             V_DS V =_P + V_α [exp (Δл / л) -1]]

где бы V_p, V_α, и l — параметры, связанные со скоростью электронного насыщения. Вот, V_p — потенциал в точке насыщения в канале, который обычно оценивается параметром V_Сб. Такое согласие получено среди потенциальной сводки, полученной из имитационной модели 2D N-канального MOSFET.

Преимущества использования мосфетов на материнской плате

Мосфеты (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) — это полупроводниковые устройства, которые широко применяются на материнских платах. Они играют важную роль в регулировке и контроле электроэнергии в компьютерных системах. Ниже приведены основные преимущества использования мосфетов на материнской плате:

1. Эффективность и низкое энергопотребление: Мосфеты обладают высокой энергоэффективностью и низким потреблением электроэнергии. Они обеспечивают эффективную передачу энергии от источника питания к различным компонентам системы, минимизируя потери тепла и энергии. Это позволяет улучшить энергоэффективность всей системы и снизить затраты на электроэнергию.

2. Высокая скорость коммутации: Мосфеты способны быстро переключаться между открытым и закрытым состояниями. Это позволяет им эффективно управлять током и напряжением в системе. Быстрая скорость коммутации мосфетов важна при работе с высокочастотными сигналами, такими как при передаче данных или обработке аудио и видео сигналов.

3. Высокая надежность и долговечность: Мосфеты обладают низкими показателями износа и стабильно работают в широком диапазоне температур. Они могут выдерживать высокие нагрузки и имеют долгий срок службы. Это позволяет им быть надежными компонентами в системах и предотвращать возникновение сбоев или поломок.

4. Малые размеры и компактность: Мосфеты имеют малые размеры и компактную конструкцию, что делает их идеальным выбором для интеграции на материнских платах. Они занимают меньше места в сравнении с другими аналогичными устройствами и обеспечивают более эффективное использование пространства на плате.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

5. Лучшая защита от перегрузок и короткого замыкания: Мосфеты обладают возможностью выдерживать высокие токи и обеспечивать защиту системы от перегрузок и коротких замыканий. Они могут быстро отключить цепь при возникновении ненормальных условий, предотвращая повреждение компонентов системы и обеспечивая ее стабильную работу.

В целом, использование мосфетов на материнской плате позволяет достичь более эффективной, стабильной и надежной работы компьютерной системы. Они играют важную роль в регулировке и контроле электроэнергии, обеспечивая оптимальные условия функционирования всей системы.

Краткий курс: как проверить полевой транзистор мультиметром на исправность

Мосфет: основные принципы работы

Мосфет (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) – это электронный полупроводниковый прибор, который используется в материнских платах и других устройствах для управления электрическими сигналами. Он является ключевым компонентом мощных транзисторов с функцией усиления и коммутации.

Основной принцип работы мосфета связан с использованием поля, создаваемого электрическим зарядом, для управления током в канале прибора. В основе мосфета лежит структура, состоящая из металлического затвора, оксидной изоляции и п/п перехода.

Когда на металлический затвор мосфета подается напряжение, образуется электрическое поле, которое проникает через оксидную изоляцию и воздействует на заряды в канале между истоком и стоком. В зависимости от напряжения на затворе, поле может либо притягивать электроны к поверхности подложки и открывать канал для прохождения тока (состояние «включено»), либо отталкивать электроны и закрывать канал (состояние «выключено»).

Работа мосфета основана на том, что ток через канал регулируется напряжением на затворе. При подаче положительного напряжения на затвор (включение мосфета), электроны собираются в канале и создается проводящий канал для тока. При нулевом или отрицательном напряжении (выключение мосфета), электроны отталкиваются и канал закрывается, прекращая пропускание тока через мосфет.

Использование мосфетов на материнской плате позволяет управлять большими токами и обеспечивать эффективную работу системы. Мосфеты обладают высокой скоростью коммутации, низким сопротивлением и малым энергопотреблением, что делает их идеальным выбором для различных приложений.

Интеграция с Arduino

МОП-транзистор может быть очень практичным для управления сигналами с вашего плата arduino, следовательно, он может служить аналогично тому, как релейный модуль, Если ты помнишь. Фактически, модули MOSFET также продаются для Arduino, как и в случае с Товар не был найден., один из самых популярных. С этими модулями у вас уже есть транзистор, установленный на небольшой печатной плате, и его проще использовать.

Но это не единственный, который вы можете использовать с Arduino, есть и другие довольно распространенные, такие как ИРФ520, ИРФ540, которые допускают номинальные токи 9.2 и 28 А соответственно, по сравнению с 14 А у IRF530.

Доступно множество моделей MOSFET, но не всем рекомендуется использовать напрямую с процессором, таким как Arduino из-за ограничения напряжения и интенсивности на его выходах.

Если вы используете модуль IRF530N, поставить Пример, вы можете соединить разъем с маркировкой SIG на плате с одним из контактов на плате Arduino UNO, например, D9. Затем подключите GND и Vcc к соответствующим клеммам на плате Arduino, таким как GND и 5 В в данном случае, чтобы запитать его.

Относительно код Простым, регулирующим эту простую схему, было бы следующее: она позволяет выходной нагрузке проходить или не пропускать каждые 5 секунд (в случае нашей схемы это будет двигатель, но это может быть все, что вы хотите … ):

onst int pin = 9;    //Pin donde está conectado el MOSFET
 
void setup() {
  pinMode(pin, OUTPUT);  //Definir como salida para controlar el MOSFET
}
 
void loop(){
  digitalWrite(pin, HIGH);   // Lo pone en HIGH
  delay(5000);               // Espera 5 segundos o 5000ms
  digitalWrite(pin, LOW);    // Lo pone en LOW
  delay(5000);               // Espera otros 5s antes de repetir el bucle
}

Да кто такой этот ваш «мосфет»?

Как ты уже понял, глав­ный эле­мент в наших схе­мах — это MOSFET-тран­зистор, или, как его еще называ­ют, МОП‑тран­зистор. Раз­новид­ностей тран­зисто­ров великое мно­жес­тво, но для нас сегод­ня важен имен­но он. MOSFET рас­шифро­выва­ется как Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors, металл‑оки­сел‑полуп­ровод­ник полевой тран­зистор. Собс­твен­но, пер­вые три сло­ва — это и есть МОП. Эти аббре­виату­ры обоз­нача­ют струк­туру и матери­алы, из которых элек­трон­ный ком­понент изго­тов­лен.

Тран­зистор — глав­ный «кир­пичик» в элек­трон­ных схе­мах самых нево­обра­зимых мас­шта­бов. Это изго­тов­ленный из полуп­ровод­ников элек­трон­ный при­бор, который при опре­делен­ных усло­виях начина­ет про­пус­кать через себя элек­три­чес­кий ток. В зависи­мос­ти от этих усло­вий ток, про­тека­ющий через тран­зистор, может уве­личи­вать­ся или умень­шать­ся, а так­же может прек­ратить идти сов­сем.

МОП‑тран­зисто­ры быва­ют двух видов — p-каналь­ные и n-каналь­ные.

Схе­мы p-каналь­ного и n-каналь­ного МОП‑тран­зисто­ров

Ес­ли пос­мотреть на условное обоз­начение, то мож­но заметить, что рабочих кон­тактов у полево­го тран­зисто­ра три, они называ­ются source, drain и gate (в рус­ско­языч­ной интер­пре­тации «исток», «сток» и «зат­вор»). Говоря очень прос­тым язы­ком, MOSFET мож­но пред­ста­вить как некую «элек­трон­ную кноп­ку» или элек­трон­ный ключ, толь­ко ток начина­ет про­текать меж­ду исто­ком и сто­ком не при нажатии, а при подаче нуж­ного нап­ряжения на зат­вор, которое отпи­рает тран­зистор. А ког­да нап­ряжение запира­ет MOSFET, ток течь прек­раща­ет.

Что такое MOSFET?

MOSFET представляет собой четырехполюсный полупроводниковый полевой транзистор, изготовленный контролируемым окислением кремния и где приложенное напряжение определяет электропроводность устройства. MOSFET представляет собой транзистор с полевым эффектом на основе оксида металла. Затвор, который расположен между каналами источника и стока, электрически изолирован от канала тонким слоем оксида металла. Идея состоит в том, чтобы контролировать напряжение и ток между каналами источника и стока. МОП-транзисторы играют важную роль в интегральных схемах из-за их высокого входного импеданса. Они в основном используются в усилителях мощности и переключателях, а также играют важную роль в разработке встроенных систем в качестве функциональных элементов.

Они обычно подразделяются на две конфигурации:

• Режим истощения MOSFET — Устройства обычно «ВКЛЮЧЕНЫ», когда напряжение затвор-источник равно нулю. Напряжение приложения ниже, чем напряжение стока от источника
• Режим улучшения MOSFET — Устройства обычно «ВЫКЛ», когда напряжение затвор-источник равно нулю.

Роль Mosfet в питании компьютера

Mosfet («МОСФЕТ») — это полупроводниковое устройство, которое широко применяется в современных материнских платах для управления питанием компьютера. Различные Mosfet-транзисторы выполняют важные функции в электропитании компьютерной системы.

Регулировка напряжения

На материнской плате почти все элементы потребляют энергию, и для этого им необходимо преобразовать поступающее с блока питания постоянное напряжение (обычно 12 В) в необходимое для работы напряжение (обычно 3,3 В, 5 В). Mosfet-транзисторы используются для реализации этого преобразования напряжения. Они могут контролировать и регулировать электроны, поступающие через питание.

Управление током

Mosfet-транзисторы также работают как клапан для электрического тока. Они контролируют ток, проходящий через различные компоненты питания, позволяя оптимизировать энергетические процессы и повысить эффективность работы системы. Правильное управление током помогает предотвратить перегрев и потери энергии.

Защитные функции

Mosfet-транзисторы также выполняют важные защитные функции для питания компьютера. Они могут контролировать и ограничивать ток, что помогает предотвратить перегрузку и короткое замыкание. Это обеспечивает дополнительную безопасность и защиту компонентов от повреждений.

Преимущества использования Mosfet

• Высокая эффективность: Mosfet-транзисторы обеспечивают высокую эффективность преобразования энергии, что снижает потребление электроэнергии и тепла.
• Быстрый отклик: Mosfet-транзисторы обладают высокой скоростью переключения, что позволяет быстро реагировать на изменения нагрузки и поддерживать стабильное питание компонентов.
• Малый размер: Mosfet-транзисторы имеют малый размер, что упрощает интеграцию в компактные системы и позволяет сократить размеры самой материнской платы.
• Долговечность: Mosfet-транзисторы обладают высокой надежностью и долговечностью, что позволяет им работать стабильно в течение длительного времени без сбоев.

Итак, Mosfet-транзисторы играют важную роль в питании компьютера, обеспечивая регулировку напряжения, управление током и защиту от перегрузок. Их использование позволяет повысить эффективность и надежность работы системы, а также уменьшить потребление электроэнергии.

What is metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET)?

The metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET, pronounced MAWS-feht) is the most common type of field-effect transistor (FET). They act as electrical switches and amplifiers controlling the amount of electricity that can flow between the source and drain terminals based on the voltage applied to the gate terminal.

MOSFET is the underlying technology for most discrete transistors, digital logic, integrated circuits (IC) and thin-film transistor (TFT) LCDs. They are the workhorse in modern electronics and are considered the most manufactured item in human history.

A MOSFET consists of four terminals: the source, the drain, the gate and the base. Commonly the base is connected to the source terminal. The substrate, source and drain consist of either positive or negative doped semiconductors. The metal (or conductive silicon) gate terminal is separated from these by a nonconductive oxide layer. By applying voltage to the gate, it changes the electrical properties of the semiconductor underlying, either allowing or inhibiting the flow of electricity between the source and drain.

Several intrinsic qualities make MOSFETs the most common transistor type. They use less power and have higher switching speeds than other transistor types. They can also be easily miniaturized and packed into high densities making them perfect for integrated circuits. They also only require relatively simple manufacturing and processing.

Часть 2. Полевой транзистор с изолированным затвором MOSFET

Полевой транзистор с изолированным затвором – это транзистор, затвор которого электрически изолирован
от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное
сопротивление (у некоторых моделей оно достигает 1017 Ом).

Принцип работы этого типа полевого транзистора, как и полевого транзистора с управляющим PN-переходом,
основан на влиянии внешнего электрического поля на проводимость прибора.

В соответствии со своей физической структурой, полевой транзистор с изолированным затвором носит
название МОП-транзистор (Металл-Оксид-Полупроводник), или МДП-транзистор (Металл-Диэлектрик-Полупроводник).
Международное название прибора – MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor).

МДП-транзисторы делятся на два типа – со встроенным каналом и с индуцированным каналом.
В каждом из типов есть транзисторы с N–каналом и P-каналом.

Защита от помех AC

Момент выключения

Напряжение в сети является синусоидой, которая 100 раз в секунду пересекает значение 0. Если выключить нагрузку в тот момент, когда напряжение в сети равно нулю – это сильно уменьшит выброс. Для этих целей проще всего использовать твердотельные реле (SSR) с детектором нуля (Zero-Crossing Detector): такие реле сами отключают и включают нагрузку в нужный момент. Детектор нуля есть почти во всех моделях SSR, но лучше уточнить в документации. Для самодельных симисторных ключей, работающих в режиме вкл/выкл (без диммирования) рекомендуется ставить управляющую оптопару с детектором нуля: она тоже будет включать и выключать нагрузку в лучший для этого момент, то есть в ближайшем нуле.

Искрогасящие цепи AC

Также обратите внимание на то, что в некоторых твердотельных реле уже стоит снабберная цепь, об этом можно узнать из даташита на конкретную модель. На самодельный симисторный диммер такую цепь желательно не лениться и всё таки ставить, чтобы уменьшить помехи в сети

Влияние Mosfet на производительность компьютера

Mosfet (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) на материнской плате выполняют критическую роль в обеспечении эффективной работы компьютера. Влияние Mosfet на производительность компьютера может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от качества и характеристик установленных компонентов.

Улучшение производительности

Правильный выбор и установка Mosfet на материнскую плату может привести к значительному улучшению производительности компьютера:

• Улучшенное охлаждение: Mosfet обеспечивает эффективное отведение тепла, что помогает предотвратить перегрев компонентов и поддерживает стабильную работу системы.
• Улучшенная энергоэффективность: Mosfet с низким сопротивлением и низким напряжением позволяет сократить энергопотребление компьютера и повысить его энергоэффективность.
• Улучшенная стабильность работы: Mosfet обеспечивает стабильное и точное управление энергией, что помогает предотвратить неполадки и сбои в работе компьютера.

Отрицательное влияние

В некоторых случаях Mosfet может оказывать отрицательное влияние на производительность компьютера:

• Неэффективное охлаждение: Некачественные или неправильно установленные Mosfet могут привести к перегреву компонентов, что приведет к снижению производительности и возможным сбоям в работе системы.
• Высокое энергопотребление: Мощные Mosfet с высоким сопротивлением и напряжением могут увеличить энергопотребление компьютера, что может привести к повышенным затратам на электроэнергию.
• Неправильное управление энергией: Некачественные Mosfet могут вызывать сбои в работе компьютера, так как неправильно управляют энергией и могут негативно влиять на стабильность системы.

Выводы

В целом, Mosfet на материнской плате играют важную роль в обеспечении стабильной и эффективной работы компьютера. Правильно выбранные и установленные Mosfet могут улучшить производительность, стабильность и энергоэффективность компьютера, в то время как некачественные и неправильно установленные Mosfet могут вызвать проблемы, связанные с перегревом, сбоями и повышенным энергопотреблением системы.

Подведем итог

Многие из вышеупомянутых фактов касаются исторической основы обоих устройств. Достижения и технологические прорывы в разработке нового оборудования, а также использование новых материалов, таких как карбид кремния (SiC), привели к значительному улучшению производительности этих радиодеталей за последние годы.

МОП-транзистор: 

• Высокая частота переключения.
• Лучшие динамические параметры и более низкое энергопотребление драйвера.
• Более низкая емкость затвора.
• Более низкое термосопротивление, которое приводит к лучшему рассеиванию мощности.
• Более короткое время нарастания и спада, что означает способность работать на более высоких частотах.

IGBT модуль: 

• Улучшенная технология производства, которая приводит к снижению затрат.
• Лучшая устойчивость к перегрузкам.
• Улучшенная способность распараллеливания схемы.
• Более быстрое и плавное включение и выключение.
• Снижение потерь при включении и при переключении.
• Снижение входной мощности.

В любом случае модули MOSFET и IGBT быстро заменяют большинство старых полупроводниковых и механических устройств, используемых для управления током. Силовые устройства на основе SiC демонстрируют такие преимущества как меньшие потери, меньшие размеры и более высокая эффективность. Подобные инновации будут продолжать расширять пределы использования MOSFET и IGBT транзисторов для схем с более высоким напряжением и большей мощностью.

Помогла ли вам статья?

Да2Не особо

Подведем итог

Многие из вышеупомянутых фактов касаются исторической основы обоих устройств. Достижения и технологические прорывы в разработке нового оборудования, а также использование новых материалов, таких как карбид кремния (SiC), привели к значительному улучшению производительности этих радиодеталей за последние годы. 

МОП-транзистор: 

• Высокая частота переключения.
• Лучшие динамические параметры и более низкое энергопотребление драйвера. 
• Более низкая емкость затвора.
• Более низкое термосопротивление, которое приводит к лучшему рассеиванию мощности.
• Более короткое время нарастания и спада, что означает способность работать на более высоких частотах.

IGBT модуль: 

• Улучшенная технология производства, которая приводит к снижению затрат.
• Лучшая устойчивость к перегрузкам.
• Улучшенная способность распараллеливания схемы.
• Более быстрое и плавное включение и выключение.
• Снижение потерь при включении и при переключении.
• Снижение входной мощности.

В любом случае модули MOSFET и IGBT быстро заменяют большинство старых полупроводниковых и механических устройств, используемых для управления током. Силовые устройства на основе SiC демонстрируют такие преимущества как меньшие потери, меньшие размеры и более высокая эффективность. Подобные инновации будут продолжать расширять пределы использования MOSFET и IGBT транзисторов для схем с более высоким напряжением и большей мощностью.