Das Verständnis der Funktionsprinzipien von MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) ist für die effektive Nutzung dieser hocheffizienten elektronischen Komponenten von entscheidender Bedeutung. MOSFETs sind unverzichtbare Elemente in elektronischen Geräten und ihr Verständnis ist für Hersteller von entscheidender Bedeutung.
In der Praxis gibt es Hersteller, die die spezifischen Funktionen von MOSFETs während ihrer Anwendung möglicherweise nicht vollständig erkennen. Wenn man jedoch die Funktionsprinzipien von MOSFETs in elektronischen Geräten und ihre entsprechenden Rollen versteht, kann man unter Berücksichtigung seiner einzigartigen Eigenschaften und der spezifischen Merkmale des Produkts strategisch den am besten geeigneten MOSFET auswählen. Diese Methode steigert die Leistung des Produkts und stärkt seine Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt.
WINSOK SOT-23-3-Gehäuse-MOSFET
MOSFET-Funktionsprinzipien
Wenn die Gate-Source-Spannung (VGS) des MOSFET Null ist, gibt es auch beim Anlegen einer Drain-Source-Spannung (VDS) immer einen PN-Übergang in Sperrrichtung, was zu keinem leitenden Kanal (und keinem Strom) dazwischen führt Drain und Source des MOSFET. In diesem Zustand ist der Drainstrom (ID) des MOSFET Null. Durch Anlegen einer positiven Spannung zwischen Gate und Source (VGS > 0) entsteht in der SiO2-Isolierschicht zwischen dem Gate des MOSFET und dem Siliziumsubstrat ein elektrisches Feld, das vom Gate zum P-Typ-Siliziumsubstrat gerichtet ist. Da die Oxidschicht isolierend ist, kann die am Gate angelegte Spannung VGS keinen Strom im MOSFET erzeugen. Stattdessen bildet es einen Kondensator über der Oxidschicht.
Wenn VGS allmählich ansteigt, lädt sich der Kondensator auf und erzeugt ein elektrisches Feld. Durch die positive Spannung am Gate angezogen, sammeln sich zahlreiche Elektronen auf der anderen Seite des Kondensators und bilden im MOSFET einen leitenden Kanal vom N-Typ vom Drain zur Source. Wenn VGS die Schwellenspannung VT (typischerweise etwa 2 V) überschreitet, leitet der N-Kanal des MOSFET und leitet den Fluss des Drain-Stroms ID ein. Die Gate-Source-Spannung, bei der sich der Kanal zu bilden beginnt, wird als Schwellenspannung VT bezeichnet. Durch die Steuerung der Größe von VGS und damit des elektrischen Feldes kann die Größe des Drain-Stroms ID im MOSFET moduliert werden.
WINSOK DFN5x6-8-Gehäuse-MOSFET
MOSFET-Anwendungen
Der MOSFET ist für seine hervorragenden Schalteigenschaften bekannt, was zu seiner umfangreichen Anwendung in Schaltkreisen führt, die elektronische Schalter erfordern, wie beispielsweise Schaltnetzteile. Bei Niederspannungsanwendungen mit einer 5-V-Stromversorgung führt die Verwendung herkömmlicher Strukturen zu einem Spannungsabfall am Basis-Emitter eines Bipolartransistors (ca. 0,7 V), so dass nur noch 4,3 V für die am Gate des Bipolartransistors anliegende Endspannung übrig bleiben der MOSFET. In solchen Szenarien birgt die Entscheidung für einen MOSFET mit einer nominalen Gate-Spannung von 4,5 V gewisse Risiken. Diese Herausforderung zeigt sich auch bei Anwendungen mit 3-V- oder anderen Niederspannungsnetzteilen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Okt. 2023
