מהו MOSFET? מהם הפרמטרים העיקריים?

בעת תכנון ספק כוח מיתוג או מעגל הנעה מנוע באמצעותMOSFETs, גורמים כגון התנגדות ההפעלה, המתח המרבי והזרם המרבי של ה-MOS נחשבים בדרך כלל.

צינורות MOSFET הם סוג של FET שניתן לייצר כסוג שיפור או דלדול, ערוץ P או ערוץ N עבור סך של 4 סוגים. בדרך כלל נעשה שימוש ב-NMOSFETs לשיפור וב-PMOSFET לשיפור, ושני אלה מוזכרים בדרך כלל.

שני אלה נמצאים בשימוש נפוץ יותר הוא NMOS. הסיבה היא שההתנגדות המוליכה קטנה וקלה לייצור. לכן, NMOS משמש בדרך כלל במיתוג יישומי אספקת חשמל והנעת מנוע.

בתוך ה-MOSFET, ממוקם תיריסטור בין הניקוז למקור, שהוא חשוב מאוד בהנעת עומסים אינדוקטיביים כמו מנועים, והוא קיים רק ב-MOSFET בודד, לא בדרך כלל בשבב מעגל משולב.

קיבול טפילי קיים בין שלושת הפינים של ה-MOSFET, לא שאנחנו צריכים את זה, אלא בגלל מגבלות של תהליך הייצור. הנוכחות של קיבול טפילי הופכת אותו למסורבל יותר בעת תכנון או בחירת מעגל דרייבר, אך לא ניתן להימנע מכך.

 

הפרמטרים העיקריים שלMOSFET

1, מתח פתוח VT

מתח פתוח (ידוע גם כמתח הסף): כך שמתח השער הנדרש כדי להתחיל ליצור תעלה מוליך בין המקור S לניקוז D; MOSFET סטנדרטי N-channel, VT הוא בערך 3 ~ 6V; באמצעות שיפורים בתהליך, ניתן להפחית את ערך MOSFET VT ל-2 ~ 3V.

 

2, התנגדות כניסה DC RGS

היחס בין המתח שנוסף בין עמוד מקור השער לזרם השער מאפיין זה מתבטא לפעמים בזרם השער הזורם דרך השער, RGS של ה-MOSFET יכול בקלות לעלות על 1010Ω.

 

3. התמוטטות מקור הניקוז מתח BVDS.

במצב של VGS = 0 (משופר), בתהליך של הגדלת מתח מקור הניקוז, ה-ID עולה בחדות כאשר ה-VDS נקרא מתח התמוטטות מקור הניקוז BVDS, ה-ID עולה בחדות משתי סיבות: (1) מפולת התמוטטות שכבת הדלדול ליד הניקוז, (2) התמוטטות חדירה בין עמודי הניקוז והמקור, חלק מה-MOSFET, שאורך התעלה קצר יותר, מגדילים את ה-VDS כך ששכבת הניקוז באזור הניקוז מתרחבת לאזור המקור, הפיכת אורך הערוץ הוא אפס, כלומר, כדי לייצר חדירת מקור ניקוז, חדירה, רוב הנשאים באזור המקור יימשכו ישירות על ידי השדה החשמלי של שכבת הדלדול לאזור הניקוז, וכתוצאה מכך זיהוי גדול .

 

4, מתח התמוטטות מקור השער BVGS

כאשר מתח השער גדל, ה-VGS כאשר ה-IG מוגדל מאפס נקרא מתח התמוטטות מקור השער BVGS.

 

5、טרנסמוליכות בתדר נמוך

כאשר VDS הוא ערך קבוע, היחס בין המיקרו-ווריאציה של זרם הניקוז למיקרו-וריאציה של מתח מקור השער הגורם לשינוי נקרא טרנס-מוליכות, המשקפת את היכולת של מתח מקור השער לשלוט בזרם הניקוז, והוא פרמטר חשוב המאפיין את יכולת ההגברה שלMOSFET.

 

6, על התנגדות RON

On-resistance RON מראה את ההשפעה של VDS על ID, הוא היפוך של השיפוע של קו המשיק של מאפייני הניקוז בנקודה מסוימת, באזור הרוויה, ID כמעט לא משתנה עם VDS, RON הוא גדול מאוד ערך, בדרך כלל בעשרות קילו-אוהם עד מאות קילו-אוהם, מכיוון שבמעגלים דיגיטליים, רכיבי MOSFET עובדים לעתים קרובות במצב של VDS המוליך = 0, כך שבנקודה זו, ניתן להעריך את ה-ON-התנגדות על ידי מקור ה-RON לערך, עבור MOSFET כללי, ערך RON בתוך כמה מאות אוהם.

 

7, קיבול בין קוטבי

קיבול בין קוטבי קיים בין שלוש האלקטרודות: קיבול מקור השער CGS, קיבול ניקוז השער CGD וקיבול מקור הניקוז CDS-CGS ו-CGD הוא בערך 1~3pF, CDS הוא בערך 0.1~1pF.

 

8、גורם רעש בתדר נמוך

רעש נגרם מאי סדרים בתנועת המובילים בצנרת. בגלל נוכחותו, שינויים במתח או זרם לא סדיר מתרחשים במוצא גם אם אין אות שנמסר על ידי המגבר. ביצועי הרעש מתבטאים בדרך כלל במונחים של גורם הרעש NF. היחידה היא דציבלים (dB). ככל שהערך קטן יותר, כך הרעש מייצר פחות רעש. גורם הרעש בתדר נמוך הוא גורם הרעש הנמדד בטווח התדרים הנמוכים. גורם הרעש של שפופרת אפקט שדה הוא בערך כמה dB, פחות מזה של טריודה דו-קוטבית.