يعد فهم المبادئ التشغيلية لـ MOSFETs (ترانزستورات التأثير الميداني لأكسيد المعدن وأشباه الموصلات) أمرًا ضروريًا للاستخدام الفعال لهذه المكونات الإلكترونية عالية الكفاءة. تعتبر الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFETs) عناصر لا غنى عنها في الأجهزة الإلكترونية، وفهمها أمر ضروري للمصنعين.
من الناحية العملية، هناك شركات مصنعة قد لا تقدر بشكل كامل الوظائف المحددة للدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) أثناء تطبيقها. ومع ذلك، من خلال فهم مبادئ عمل الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) في الأجهزة الإلكترونية والأدوار المقابلة لها، يمكن للمرء أن يختار بشكل استراتيجي الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) الأكثر ملاءمة، مع الأخذ في الاعتبار خصائصها الفريدة والسمات المحددة للمنتج. تعمل هذه الطريقة على تحسين أداء المنتج وتعزيز قدرته التنافسية في السوق.
حزمة WINSOK SOT-23-3 MOSFET
مبادئ عمل MOSFET
عندما يكون جهد مصدر البوابة (VGS) لـ MOSFET صفرًا، حتى مع تطبيق جهد مصدر الصرف (VDS)، يكون هناك دائمًا تقاطع PN في انحياز عكسي، مما يؤدي إلى عدم وجود قناة موصلة (ولا تيار) بين استنزاف ومصدر MOSFET. في هذه الحالة، يكون تيار التصريف (ID) لـ MOSFET صفرًا. يؤدي تطبيق جهد موجب بين البوابة والمصدر (VGS > 0) إلى إنشاء مجال كهربائي في الطبقة العازلة SiO2 بين بوابة MOSFET وركيزة السيليكون، ويتم توجيهه من البوابة نحو ركيزة السيليكون من النوع P. نظرًا لأن طبقة الأكسيد عازلة، فإن الجهد المطبق على البوابة، VGS، لا يمكنه توليد تيار في MOSFET. وبدلا من ذلك، فإنه يشكل مكثفا عبر طبقة الأكسيد.
مع زيادة VGS تدريجيًا، يتم شحن المكثف، مما يؤدي إلى إنشاء مجال كهربائي. بسبب الجهد الموجب عند البوابة، تتراكم العديد من الإلكترونات على الجانب الآخر من المكثف، لتشكل قناة موصلة من النوع N من المصرف إلى المصدر في MOSFET. عندما يتجاوز VGS جهد العتبة VT (عادةً حوالي 2 فولت)، تجري القناة N الخاصة بـ MOSFET، مما يبدأ تدفق معرف تيار التصريف. يُشار إلى جهد مصدر البوابة الذي تبدأ عنده القناة بالتشكل بجهد العتبة VT. من خلال التحكم في حجم VGS، وبالتالي المجال الكهربائي، يمكن تعديل حجم معرف تيار التصريف في MOSFET.
حزمة WINSOK DFN5x6-8 MOSFET
تطبيقات موسفيت
تشتهر MOSFET بخصائص التبديل الممتازة التي تتمتع بها، مما يؤدي إلى تطبيقها على نطاق واسع في الدوائر التي تتطلب مفاتيح إلكترونية، مثل مصادر الطاقة في وضع التبديل. في التطبيقات ذات الجهد المنخفض التي تستخدم مصدر طاقة 5 فولت، يؤدي استخدام الهياكل التقليدية إلى انخفاض الجهد عبر الباعث الأساسي لترانزستور الوصلة ثنائي القطب (حوالي 0.7 فولت)، مما يترك 4.3 فولت فقط للجهد النهائي المطبق على بوابة موسفيت. في مثل هذه السيناريوهات، يؤدي اختيار MOSFET بجهد بوابة اسمي يبلغ 4.5 فولت إلى مخاطر معينة. ويتجلى هذا التحدي أيضًا في التطبيقات التي تتضمن 3V أو غيرها من مصادر الطاقة ذات الجهد المنخفض.
وقت النشر: 27 أكتوبر 2023
