MOSFET (transistor à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique) est également appelé transistor à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique, appelé tube MOS, qui est une sorte de transistor à effet de champ. Le MOSFET est devenu le dispositif semi-conducteur le plus utilisé à l'heure actuelle et est largement utilisé dans divers équipements électroniques, notamment les alimentations, les ordinateurs, les téléviseurs, etc.
Structure du MOSFET
Le MOSFET se compose essentiellement de trois parties : la région active (source), la région de drain (drain) et la région de grille (gate). Dans un MOSFET à canal N, sur un substrat de type P (substrat), des dépôts de type N forment les régions de source et de drain, et un matériau isolant (généralement de l'oxyde de silicium) est déposé entre eux pour former la grille. En modifiant la tension de la grille, la concentration de porteurs dans le canal est modifiée, modifiant ainsi la conductance entre la source et le drain.
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Comment fonctionnent les MOSFET
Dans un MOSFET à canal N, lorsque la tension de grille (Vgs) est supérieure à la tension de seuil (Vth), un canal de conduction de type N est formé entre la source et le drain. Dans ce cas, les électrons sur le canal peuvent circuler librement de la source vers le drain, et l'ensemble du dispositif passe de l'état bloquant à l'état conducteur. Lorsque la tension source-drain est suffisamment élevée, même si la tension de grille est augmentée, le courant source-drain n'augmentera plus et le MOSFET est dans un état saturé à ce moment.
Classification des MOSFET
Selon le type de matériau de canal et le type de grille isolante, il existe deux types : canal N et canal P ; selon le mode de conduction : les transistors MOS sont divisés en type d'appauvrissement et type d'amélioration, de sorte que les transistors à effet de champ MOS sont divisés en type d'appauvrissement à canal N et type d'amélioration ; type d'appauvrissement à canal P et type d'amélioration.
Principales caractéristiques des MOSFET
Impédance d'entrée élevée : il y a une couche isolante entre l'électrode de grille du tube MOS et les régions de source et de drain, et seulement un faible courant de grille, de sorte que l'impédance d'entrée du MOSFET est très élevée, proche de l'infini.
Faible impédance de sortie : étant donné que le MOSFET est un dispositif contrôlé en tension, le courant entre sa source et son drain peut changer avec le changement de la tension d'entrée, de sorte que son impédance de sortie est très faible.
Courant constant : lorsque le MOSFET fonctionne dans la région de saturation, même si la tension source-drain change, son courant reste presque inchangé, de sorte que le MOSFET a un bon courant constant.
Applications des MOSFET
Circuit de commutation : étant donné que le MOSFET présente les caractéristiques d'une vitesse de commutation rapide, d'une faible consommation d'énergie et d'une faible tension de commande, il est largement utilisé dans les circuits de commutation, en particulier dans les alimentations à découpage haute fréquence.
Circuits analogiques : par exemple, dans les amplificateurs opérationnels, l'impédance d'entrée élevée des MOSFET est bénéfique pour augmenter l'impédance d'entrée des amplificateurs opérationnels.
Circuits numériques : les MOSFET sont largement utilisés dans les circuits logiques numériques hautement intégrés, les microprocesseurs, les puces de mémoire, etc.
Ce qui précède est une introduction préliminaire aux connaissances de base de MOSFET. MOSFET est une connaissance approfondie et étendue, et il y a encore beaucoup de connaissances approfondies qui doivent être comprises à travers des livres et des études professionnels.