Transistor Mosfet là gì? Những kiến thức mới về Mosfet

Transistor Mosfet là gì? Chắc hẳn mọi người ít nhiều gì cũng đã đọc qua và biết đến loại linh kiện này. Và để biết nắm được rõ hơn khi tìm hiểu về mosfet – đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của transistor Mosfet, các bạn đừng vội bỏ qua những thông tin được chúng tôi chia sẻ dưới đây.

Tìm hiểu về mosfet

Mosfet là gì?

Tìm hiểu về mosfet là gì? Transistor (tranzito) là một loại linh kiện bán dẫn chủ động. Nó thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hay khóa điện tử. Transistor với khả năng đáp ứng nhanh, chính xác nên transistor được ứng dụng trong mạch khuếch đại, điều chỉnh điện áp, tạo dao động và điều khiển tín hiệu.

Mosfet (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) – tên viết tắt của Transistor – hiệu ứng trường kim loại (oxit bán dẫn). Đây là thuật ngữ chỉ các transistor hiệu ứng trường FET được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp oxit kim loại và bán dẫn. Ví dụ như oxit Bạc dẫn Silic sẽ tạo ra một lớp cách điện mỏng giữa cực cổng (gate) kim loại với vùng bán dẫn, hay hoạt động nối giữa cực nguồn (source) và cực máng (drain).

Cấu tạo và nguyên lý của Transistor mosfet

Cấu tạo của mosfet

Transistor gồm ba lớp bán dẫn được ghép lại với nhau thành hai mối tiếp giáp P-N. Ta sẽ được transistor thuận nếu ghép theo thứ tự PNP. Còn nếu ghép theo thứ tự NPN sẽ được Transistor ngược.

Xét phương diện cấu tạo,Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều với nhau. Cấu trúc này được gọi là Bipolar Junction Transistor (BJT) vì khi dòng điện chạy trong cấu trúc này (bao gồm điện tích âm và dương – Bipolar nghĩa là hai cực tính).

Mosfet có cấu trúc bán dẫn, cho khả năng điều khiển bằng điện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ.

• G (Gate): cực cổng, cực điều khiển này được cách ly hoàn toàn với cấu trúc bán dẫn. Còn lại bởi một lớp điện môi rất mỏng, nhưng có độ cách điện cực lớn (dioxit-silic)
• S (Source): cực nguồn
• D (Drain): cực máng đón các hạt mang điện

Mosfet có điện trở giữa cực G – S và giữa cực G – D là vô cùng lớn; còn điện trở giữa cực D – S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G – S (UGS).

Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS rất lớn, ngược lại khi điện áp UGS > 0 thì RDS càng nhỏ (do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm)

Mosfet hoạt động ở 2 chế độ đóng – mở do một phần tử với các hạt mang điện cơ bản, chính vì thế mà Mosfet có thể đóng –  cắt với tần số rất cao. Để đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại là một vấn đề quan trọng.

Nguyên lý hoạt động của mosfet

Nguyên lý hoạt động của Mosfet là chúng hoạt động ở 2 chế độ là đóng và mở. Do là một phần tử với các hạt mang điện vô cùng cơ bản nên Mosfet có thể đóng cắt với tần số rất cao. Tuy nhiên để có thể đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại là vấn đề vô cùng quan trọng.

Thí nghiệm: Cấp nguồn một chiều UD qua một bóng đèn D vào hai cực là cực D và S của Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ngược). Sau đó ta sẽ thấy bóng đèn không sáng. Điều đó có nghĩa là không có dòng điện đi qua cực DS khi chân G không được cấp điện.

• Khi công tắc K1 đóng thì nguồn UG cấp vào hai cực GS làm cho điện áp UGS > 0V => đèn Q1 dẫn và bóng đèn D sáng.
• Khi công tắc K1 ngắt thì điện áp tích trên tụ C1 (tụ gốm) vẫn duy trì hoạt động cho đèn Q dẫn. Điều đó chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS.
• Khi công tắc K2 đóng thì điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0 => UGS = 0V. Và sau đó đèn tắt.

Từ thí nghiệm trên ta có thể rút ra một kết luận rằng: So với Transistor thông thường thì điện áp đặt vào chân G không tạo ra dòng GS mà điện áp này chỉ tạo ra từ trường. Điều này làm cho điện trở RDS sẽ giảm xuống.

Đặc điểm của Mosfet

Mosfet có khả năng đóng nhanh với các dòng điện và điện áp khá lớn. Chính vì thế nó được sử dụng phổ biến trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Do đóng cắt nhanh làm cho dòng điện biến thiên nên Mosfet thường thấy trong các bộ nguồn xung và cách mạch điều khiển điện áp cao.

Mosfet được sử dụng rất phổ biến trong cả các mạch kỹ thuật số và các mạch tương tự. Giống như FET thì Mosfet có hai lớp chính bao gồm:

• N-MOSFET: Điện áp với điều khiển mở Mosfet là Ugs >0. Điện áp với điều khiển đóng là Ugs <=0. Và dòng điện sẽ đi từ D xuống S.
• P-MOSFET: Điện áp với điều khiển mở Mosfet là Ugs <0. Điện áp điều khiển khóa là Ugs~0. Dòng điện sẽ đi từ S cho đến D.

Do bố trí cực cổng cách ly nên MOSFET còn được gọi là “transistor hiệu ứng trường cổng cách ly”. Hay tên Tiếng anh là Insulated Gate Field-effect Transistor. Và được viết tắt là IGFET. Tên gọi IGFET sát nghĩa hơn so với các FET có thực thể điều khiển ở cực cổng không phải là kim loại. Mà chúng là các kết cấu tích lũy điện tích khác. Ví dụ như dung dịch điện phân trong các FET cảm biến sinh học (Bio-FET), FET cảm biến khí (GASFET), FET cảm biến enzym (ENFET)…

Thông thường thì chất bán dẫn được chọn là silic. Tuy nhiên một số hãng vẫn sản xuất các vi mạch bán dẫn từ hỗn hợp của silic và germani. Một ví dụ điển hình là hãng IBM. Ngoài silic và germani ra thù còn có một số chất bán dẫn khác như gali arsenua có đặc tính điện tốt hơn. Tuy nhiên chúng lại không thể tạo nên các lớp oxide phù hợp. Vì thế nên không thể dùng để chế tạo các transistor MOSFET.

Ứng dụng của transistor mosfet

Với những thông tin chia sẻ trên đây hy vọng các bạn đã tìm được câu trả lời transistor mosfet là gì? Cũng như biết được ưu – nhược điểm và ứng dụng của loại linh kiện này. Nếu còn có những câu hỏi, thắc mắc liên quan đến vấn đề này, các bạn hãy để lại comment ngay bên dưới, palda.vn chúng tôi sẽ hỗ trợ giải đáp!

Mosfet có khả năng đóng nhanh với điện áp và dòng điện khá lớn nên nó được sử dụng nhiều trong các bộ dao động tạo ra từ trường; bởi khi cắt nhanh sẽ làm cho dòng điện biến thiên

Mosfet thường xuất hiện trong các mạch điện áp cao hoặc bộ nguồn xung.

Chú ý khi sử dụng mosfet:

+ Điện áp kích cho mosfet phải là dòng điện áp sạch và nằm trong phạm vi được sử dụng

+ Theo đặc tính, mosfet được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao.

Tìm hiểu về mosfet và các thông số đặc trưng của Mosfet

Tên	Điện áp định mức lớn nhất	Dòng trung bình định mức	RON	Qg đặc trưng
IRFZ48	60V	50A	0.018 Ω	110nC
IRF510	100V	5.6A	0.54 Ω	8.3nC
IRF540	100V	28A	0.077 Ω	72nC
APT10M25BNR	100V	75A	0.025 Ω	171nC
IRF740	400V	10A	0.55 Ω	63nC
MTM15N40E	400V	15A	0.3 Ω	110nC
APT5025BN	500V	23A	0.25 Ω	83nC
APT1001RBNR	1000V	11A	1.0 Ω	150nC

Trong đó Qg là lượng điện tích được nạp và phóng từ điện dung ở ngõ vào khi thực hiện kích đóng và ngắt transistor. Công suất tổn hao mạch cổng phụ thuộc vào đại lượng Qg theo hệ thức: PG = Qg.U_GS.f_S; trong đó f_S là tần số đóng ngắt transistor.

Như vậy, trên đây là một số thông tin tìm hiểu về mosfet là gì mà chúng tôi muốn chia sẻ tới các bạn. Hy vọng qua những chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn đọc tìm được câu trả lời cho câu hỏi của mình. Cảm ơn bạn đã quan tâm!

Từ khóa:

• Điện áp kích MOSFET
• Cách sử dụng MOSFET
• Công thức MOSFET
• Các thông số cơ bản của Mosfet
• D-MOSFET
• Nguyên lý còn Mosfet

Nội dung liên quan:

• Mbps là gì? Tìm hiểu các thông tin liên quan đến tốc độ mạng
• Đặc điểm của chân đế máy giặt là gì? Những lợi ích thiết thực khi sử dụng
• Xi lanh khí nén là gì? Phân loại xi lanh khí nén năm 2021