Mosfet Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Mosfet

Mosfet được gọi là hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại. Vậy mosfet là gì? Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của nó bao gồm những gì? Hãy cùng tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.

Mosfet là gì?

Mosfet là một Transistor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại, tên viết tắt (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) trong tiếng Anh. Đây là thuật ngữ chỉ các bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET) được chế tạo trên một lớp tiếp giáp gồm oxit kim loại và chất bán dẫn.

Ví dụ: khi một dây dẫn silicon có oxit bạc tạo ra một lớp cách điện mỏng giữa cổng kim loại và vùng bán dẫn. Khi đó hoạt động sẽ kết nối giữa cực nguồn (Source) và cực xả (Drain).

Đặc điểm mosfet

Trong các bộ dao động tạo ra từ trường, Mosfet có khả năng kích hoạt nhanh dòng điện và điện áp khá lớn khiến dòng điện dao động. Ngoài ra, nó còn thường xuất hiện trong các bộ nguồn xung và mạch điều khiển điện áp cao.

Trong Mosfet có nhiều biến thể phái sinh nhằm mục đích tạo ra các phần tử có thuộc tính cụ thể phù hợp cho một số ứng dụng cụ thể. Ví dụ: MOSFET đa cổng hoặc MuGFET (Transistor hiệu ứng trường nhiều cổng),…

Do sự sắp xếp cực của cổng cách điện nên Mosfet còn được gọi là IGFET (Transitor hiệu ứng trường cổng cách điện). IGFET này có nghĩa đen hơn FET, vì nó có một thực thể điều khiển ở cổng đầu cuối không phải là kim loại mà là các cấu trúc tích lũy điện tích khác như cảm biến sinh học FET (Bio-FET), cảm biến enzym FET (ENFET),.. .

Thông thường vật liệu bán dẫn chính là silicon, nhưng một số công ty vẫn sản xuất vi mạch bán dẫn từ hỗn hợp silicon và germanium (SiGe).

Một ví dụ là IBM, ngoài việc sử dụng SiGe còn có một chất bán dẫn khác là gallium arsenide, có tính chất điện tốt hơn nhưng không thể tạo ra lớp oxit thích hợp và do đó sẽ không được sử dụng để chế tạo mosfet Transistor.

Cấu tạo Mosfet

Cấu tạo của Mosfet bao gồm:

• G: Cực cổng – Trong đó cực G có thể được điều khiển và cách ly hoàn toàn với cấu trúc bán dẫn còn lại do lớp điện môi cực mỏng nhưng cách điện cực rộng.
• S: thiết bị đầu cuối nguồn
• D: Cực thoát nước – Cực tiếp nhận các hạt tích điện

Trong Mosfet, điện trở giữa cực G và S và G và D sẽ cực lớn, còn giữa D và S sẽ phụ thuộc vào độ chênh lệch điện áp giữa cực G và S (UGS). Các trường hợp như sau:

• Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS lớn.
• Khi UGS > 0, hiệu ứng từ trường làm giảm điện trở RDS.
• Mặt khác, điện áp UGS càng cao thì điện trở RDS sẽ càng thấp.

Ký hiệu mosfet là gì?

Nếu bạn muốn biết ký hiệu Mosfet hãy xem hình ảnh tham khảo bên dưới.

Ứng dụng Mosfet

Mosfet được sử dụng rộng rãi trong các bộ dao động tạo ra từ trường do chuyển mạch nhanh, gây ra dao động dòng điện. Ngoài ra, bạn thường thấy Mosfet trong một số bộ nguồn xung và mạch điều khiển điện áp cao.

Nguyên lý hoạt động của Mosfet

Mosfet hoạt động ở hai chế độ: mở và đóng, vì là phần tử mang điện tích cơ bản nên Mosfet do đó chuyển mạch ở tần số rất cao. Để đảm bảo chuyển mạch trong thời gian ngắn, vấn đề điều khiển có thể coi là quan trọng nhất.

Mạch tương đương của Mosfet. Khi nhìn vào bạn sẽ thấy cơ chế chuyển mạch phụ thuộc vào các tụ điện ký sinh nằm ở đó.

• Đối với kênh P: điện áp điều khiển mở của Mosfet là UGS 0 và dòng điện sẽ chạy từ S đến D.
• Đối với kênh N: điện áp điều khiển mở của Mosfet là UGS>0. Điện áp điều khiển đóng là Ugs<=0. Dòng điện sẽ chạy từ D đến S.

Vì thời gian chuyển mạch phải càng ngắn càng tốt nên điện áp khóa của Mosfet kênh N là UGS = 0 V và của kênh P = ~ 0.

Có bao nhiêu loại mosfet?

Cho đến nay có 2 loại Mosfet phổ biến. Bao gồm:

• N – MOSFET hoạt động khi nguồn điện cổng bằng 0, các electron bên trong luôn hoạt động cho đến khi bị ảnh hưởng bởi nguồn điện đầu vào.
• P – MOSFET là nơi các electron sẽ bị cắt cho đến khi điện áp nguồn ở cổng tăng lên.

Bài viết mà chúng tôi chia sẻ với bạn ở trên chắc chắn hy vọng rằng bạn đã có được một số kiến thức về Mosfet phải không? Nếu có thắc mắc hãy bình luận bên dưới bài viết để Mecsu giải đáp cho bạn.