Was ist ein MOSFET? Was sind die wichtigsten Parameter?

Beim Entwurf eines Schaltnetzteils oder einer MotorantriebsschaltungMOSFETsIm Allgemeinen werden Faktoren wie der Einschaltwiderstand, die maximale Spannung und der maximale Strom des MOS berücksichtigt.

MOSFET-Röhren sind ein FET-Typ, der entweder als Anreicherungs- oder Verarmungstyp, als P-Kanal oder als N-Kanal (insgesamt 4 Typen) hergestellt werden kann. Im Allgemeinen werden Anreicherungs-NMOSFETs und Anreicherungs-PMOSFETs verwendet, und diese beiden werden normalerweise erwähnt.

Diese beiden werden am häufigsten als NMOS verwendet. Der Grund dafür ist, dass der Leitungswiderstand klein und einfach herzustellen ist. Daher wird NMOS üblicherweise in Schaltnetzteilen und Motorantriebsanwendungen verwendet.

Im Inneren des MOSFET ist zwischen Drain und Source ein Thyristor platziert, der für den Antrieb induktiver Lasten wie Motoren sehr wichtig ist und nur in einem einzelnen MOSFET vorhanden ist, normalerweise nicht in einem integrierten Schaltkreischip.

Zwischen den drei Pins des MOSFET besteht eine parasitäre Kapazität, nicht weil wir sie brauchen, sondern aufgrund von Einschränkungen des Herstellungsprozesses. Das Vorhandensein parasitärer Kapazitäten erschwert den Entwurf oder die Auswahl einer Treiberschaltung, lässt sich jedoch nicht vermeiden.

Die wichtigsten Parameter vonMOSFET

1, offene Spannung VT

Leerlaufspannung (auch Schwellenspannung genannt): Damit ist die Gate-Spannung erforderlich, um mit der Bildung eines leitenden Kanals zwischen Source S und Drain D zu beginnen. Standard-N-Kanal-MOSFET, VT beträgt etwa 3 bis 6 V; Durch Prozessverbesserungen kann der MOSFET-VT-Wert auf 2 bis 3 V reduziert werden.

2, DC-Eingangswiderstand RGS

Das Verhältnis der zwischen dem Gate-Source-Pol addierten Spannung und dem Gate-Strom. Diese Eigenschaft wird manchmal durch den durch das Gate fließenden Gate-Strom ausgedrückt. Der RGS des MOSFET kann leicht 1010 Ω überschreiten.

3. Drain-Source-Durchbruch BVDS-Spannung.

Unter der Bedingung VGS = 0 (erweitert) steigt ID beim Erhöhen der Drain-Source-Spannung stark an, während VDS als Drain-Source-Durchbruchspannung BVDS bezeichnet wird. ID steigt aus zwei Gründen stark an: (1) Lawine Durchbruch der Verarmungsschicht in der Nähe des Drains, (2) Penetrationsdurchbruch zwischen den Drain- und Source-Polen; einige MOSFETs, die eine kürzere Grabenlänge haben, erhöhen den VDS, sodass sich die Drain-Schicht im Drain-Bereich bis zur Source ausdehnt Dadurch wird die Kanallänge auf Null gesetzt, was bedeutet, dass die Drain-Source-Durchdringung erzeugt wird. Die meisten Ladungsträger im Source-Bereich werden direkt durch das elektrische Feld der Verarmungsschicht zum Drain-Bereich angezogen, was zu einem Durchdringungseffekt führt großer Ausweis.

4, Gate-Source-Durchbruchspannung BVGS

Wenn die Gate-Spannung erhöht wird, wird die VGS, wenn die IG von Null ansteigt, als Gate-Source-Durchbruchspannung BVGS bezeichnet.

5、Niederfrequenz-Transkonduktanz

Wenn VDS ein fester Wert ist, wird das Verhältnis der Mikrovariation des Drain-Stroms zur Mikrovariation der Gate-Source-Spannung, die die Änderung verursacht, als Transkonduktanz bezeichnet. Sie spiegelt die Fähigkeit der Gate-Source-Spannung wider, den Drain-Strom zu steuern, und ist ein wichtiger Parameter, der die Verstärkungsfähigkeit des charakterisiertMOSFET.

6, On-Widerstand RON

Der On-Widerstand RON zeigt die Auswirkung von VDS auf den ID. Er ist der Kehrwert der Steigung der Tangente der Drain-Charakteristik an einem bestimmten Punkt im Sättigungsbereich. Der ID ändert sich nahezu nicht mit dem VDS, und der RON ist sehr groß Der Wert liegt im Allgemeinen im Bereich von mehreren zehn Kilo-Ohm bis zu Hunderten von Kilo-Ohm, da MOSFETs in digitalen Schaltkreisen oft im leitenden Zustand VDS = 0 arbeiten, also an diesem Punkt der Durchlasswiderstand Der ROZ kann durch den Ursprung des ROZ angenähert werden, um für allgemeine MOSFETs den ROZ-Wert innerhalb weniger hundert Ohm anzunähern.

7, interpolare Kapazität

Zwischen den drei Elektroden besteht eine interpolare Kapazität: Gate-Source-Kapazität CGS, Gate-Drain-Kapazität CGD und Drain-Source-Kapazität CDS-CGS. CGD beträgt etwa 1 bis 3 pF, CDS beträgt etwa 0,1 bis 1 pF.

8、Niederfrequenzrauschfaktor

Lärm wird durch Unregelmäßigkeiten in der Bewegung der Fördergüter in der Pipeline verursacht. Aufgrund seines Vorhandenseins treten am Ausgang unregelmäßige Spannungs- oder Stromschwankungen auf, auch wenn der Verstärker kein Signal liefert. Die Geräuschleistung wird üblicherweise als Geräuschfaktor NF ausgedrückt. Die Einheit ist Dezibel (dB). Je kleiner der Wert, desto weniger Lärm erzeugt die Röhre. Der Niederfrequenzrauschfaktor ist der im Niederfrequenzbereich gemessene Rauschfaktor. Der Rauschfaktor einer Feldeffektröhre beträgt etwa einige dB und ist damit geringer als der einer bipolaren Triode.