Mosfet là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Mosfet

Mosfet là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Mosfet như thế nào? Hãy cùng Mitu Power tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Mosfet là gì?

Mosfet là tên viết tắt của cụm từ Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor là một Transistor đặc biệt và Transistor hiệu ứng trường. Chúng có cấu tạo và hoạt động khác so với Transistor thông thường mà chúng ta biết. Nguyên tắc hoạt động của Mosfet dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện. Chúng là linh kiện có trở kháng đầu vào rất lớn, thích hợp cho khuếch đại các nguồn tín hiệu yếu.

Mosfet là gì?

Mosfet được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp Oxit Kim loại và bán dẫn. Hiện nay các loại mosfet phổ biến bao gồm:

• N-MOSFET: chúng hoạt động khi nguồn điện Gate là zẻo.

• P-MOSFET: các electron sẽ bị cut-off cho đến khi chúng ta gia tăng nguồn điện thế vào ngõ gate.

Đặc điểm của Mosfet

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

Mosfet được sử dụng rất phổ biến trong các mạch kỹ thuật số và cách mạch tương tự. Do bố trí cực cổng cách ly nên Mosfet còn được gọi là Transistor hiệu ứng trường cổng cách ly, viết tắt là IGFET.

Thông thường thì chất bán dẫn được chọn là silic. Tuy nhiên có 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 thì còn có một số chất bán dẫn khác như gali arsenua có đặc tính điện tốt hơn. Nhưng chúng lại không thể tạo ra các lớp oxide phù hợp. Vì thế không thể dùng để chế tạo các transistor mosfet.

Cấu tạo của Mosfet

G (Gate) là cực cổng.

S (Source) là cực nguồn.

D (Drain) là cực máng.

Mosfet kênh n có hai miếng bán dẫn là loại P đặt ở trên nền bán dẫn. Giữa hai lớp P-N sẽ được cách điện bởi lớp SiO2. Và hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và S. Còn nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên. Sau đó sẽ được dấu ra thành cực G. Mosfet có điện trở ở giữa cực G với cực S và ở giữa cực G với cực D là vô cùng lớn. Còn đối với điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc nhiều vào điện áp chênh lệch giữa điện cực G và cực S.

Nguyên lý hoạt động của Mosfet

Nguyên lý hoạt động của mosfet dựa trên 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 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.

Nguyên lý hoạt động của Mosfet

Mạch điện tương đương của Mosfet, nhìn vào đó chúng ta có thể thấy cơ chế đóng cắt phụ thuộc vào các tụ điện ký sinh trên đó.

• Đối với kênh P: điện áp điều khiển mở Mosfet là Ugs0. Dòng điện sẽ đi từ S đến D.

• Đối với kênh N: điện áp điều khiển mở Mosfet là Ugs>0. Điện áp điều khiển đóng là Ugs<=0. Dòng điện sẽ đi từ D xuống S.

Như vậy để đảm bảo thời gian đóng cắt là ngắn nhất thì Mosfet kênh N điện áp khóa là Ugs=0 còn kênh P Ugs=0.

Ứng dụng của Mosfet

Hiện nay Mosfet ngày càng được ứng dụng phổ biến. Do Mosfet có khả năng đóng nhanh với dòng điện và điện áp khá lớn nên chúng được sử dụng nhiều trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Chúng ta thường gặp nó ở trong các bộ phận nguồn xung và trong các mạch điều khiển điện áp cao.

Trên đây là toàn bộ các thông tin về Mosfet là gì. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Mosfet cũng như nắm được các thông tin cơ bản về nó.