Trong các bộ chuyển mạch, MOSFET là một thiết bị quan trọng được sử dụng trong nhiều kiểu thiết kế mạch điện, từ mạch điều khiển đơn giản cho đến những bộ chỉnh lưu và biến tần phức tạp. MOSFET có khả năng xử lý dòng điện cao và điện áp cao, vì vậy chúng rất phổ biến trong các thiết bị công suất lớn. Bài viết này sẽ giới thiệu về MOSFET và những kiến thức cần biết để áp dụng chúng trong mạch điện.
Contents
MOSFET là gì?
MOSFET, viết tắt của Metal Oxide Field Semiconductor Effect Transistor, là một thiết bị bán dẫn hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện. MOSFET được sử dụng rộng rãi như một công tắc điện từ và khuếch đại tín hiệu điện tử.
Bạn đang xem: MOSFET: Thiết bị quan trọng trong mạch điện
Trong những năm gần đây, các MOSFET đã được ứng dụng chủ yếu trong các mạch tích hợp kỹ thuật số nhờ vào cấu trúc vượt trội của chúng. Lớp Silicon Dioxide (SiO2) hoạt động như một chất cách điện giữa cực cổng và cực máng. Hoạt động giữa nguồn và máng cung cấp trở kháng đầu vào cao gần như vô hạn, cho phép tín hiệu đầu vào truyền qua mạch.
1. Kí hiệu của MOSFET
Xem thêm : Cách xác định đầu dây máy biến áp đơn giản và nhanh chóng
MOSFET có 4 bộ phận chính: Chân máng (Drain), chân nguồn (Source), chân cổng (Gate) và phần thân (Body). Phần thân được kết nối với chân nguồn, giúp MOSFET hoạt động như một linh kiện 3 chân tương tự như bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Dưới đây là biểu đồ kí hiệu của MOSFET kênh N và MOSFET kênh P.
2. Cấu tạo của MOSFET
MOSFET có cấu tạo từ 4 bộ phận chính: cực cổng (Gate), cực nguồn (Source), cực máng (Drain) và phần thân (Body). Cực cổng được cách ly hoàn toàn bằng lớp cách điện mỏng Silicon Dioxide (SiO2). Cực máng là cực thu nhận các hạt mang điện, trong khi cực nguồn là cực cung cấp điện cho các hạt mang điện. MOSFET có trở kháng đầu vào rất cao giữa cực cổng và cực nguồn, và giữa cực cổng và cực máng. Trở kháng giữa cực máng và cực nguồn phụ thuộc vào điện áp chênh lệch (UGS). Khi UGS = 0, trở kháng RDS rất lớn. Khi UGS > 0, hiệu ứng từ trường làm giảm trở kháng RDS. Khi UGS càng lớn, RDS càng nhỏ.
3. Nguyên lý làm việc của MOSFET
MOSFET kiểm soát điện áp và dòng điện giữa cực nguồn và cực máng. Hoạt động của MOSFET phụ thuộc vào tụ điện MOS, một lớp bán dẫn nằm dưới lớp Silicon Dioxide giữa cực nguồn và cực máng. MOSFET có thể chuyển từ công suất âm sang công suất dương bằng cách đặt điện áp vào cực cổng. MOSFET có thể hoạt động dễ dàng trong các ứng dụng điện tử, từ điều khiển tốc độ động cơ đến chuyển đổi năng lượng trong xe điện.
4. Chế độ hoạt động của MOSFET
Xem thêm : Cầu Chì: Thông Tin Chi Tiết Về Thiết Bị Bảo Vệ Mạch Điện
MOSFET có thể hoạt động trong 3 chế độ khác nhau: chế độ tắt (cut-off), chế độ bão hòa (saturation) và chế độ tuyến tính (linear). Trong chế độ tắt, MOSFET không có dòng điện chạy qua. Trong chế độ bão hòa, MOSFET hoạt động như một công tắc khép kín và có dòng điện bão hòa. Trong chế độ tuyến tính, MOSFET có thể hoạt động như một bộ khuếch đại.
5. Ứng dụng của MOSFET trong đời sống
MOSFET có nhiều ứng dụng trong đời sống, như trong các ứng dụng vô tuyến, điều khiển tốc độ động cơ, mạch chopper, cảm biến MOS, công suất trong ô tô, điện tử tiêu dùng và bộ nhớ máy tính.
READ MORE:
Ưu – nhược điểm của MOSFET
Ưu điểm
- Hiệu quả cao khi hoạt động ở điện áp thấp.
- Tốc độ chuyển mạch cao nhờ trở kháng đầu vào cao.
- Hoạt động với công suất thấp và không có dòng điện.
- Chế tạo và sản xuất dễ dàng.
- Tùy biến kích thước cao.
- Tiêu thụ điện năng thấp cho phép tích hợp nhiều thành phần trên cùng một chip.
Nhược điểm
- Dễ bị hỏng bởi điện tích tĩnh điện.
- Không hoạt động tốt trong tần số vô tuyến tín hiệu thấp.
Trên đây là những kiến thức cơ bản về MOSFET. Hi vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về MOSFET và vai trò của chúng trong mạch điện. Chúc bạn thành công!
Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập
Related articles
