MOSFET
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Tranzistor MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) je polem řízený tranzistor, kde je vodivost kanálu mezi elektrodami Source a Drain ovládána elektrickým polem vytvářeným ve struktuře kov(M)-oxid(O)-polovodič(S) napětím přiloženým mezi hradlo (Gate) a Source.
[editovat] Technologie výroby
Oxid nejčastěji tvoří SiO2 z důvodu jeho relativně snadné přípravy na povrchu křemíku. Elektroda hradla může být tvořena hliníkem. V technologii integrovaných obvodů je dnes velmi rozšířeno použití dotovaného polykrystalického křemíku, protože umožňuje výrobu tranzistorů s větší hustotou integrace a menšími parazitními kapacitami.
[editovat] Použití
Tranzistory MOSFET jsou základním aktivním prvkem většiny současné elektroniky, ve většině oblastí vytlačily klasické bipolární tranzistory. Používají se nejen v signálových digitálních a analogových obvodech, ale také ve výkonové elektronice, kde bylo jejich využití donedávna limitováno díky křemíkové technologii napětím zhruba 600V. V současnosti se již podařilo vyrobit tranzistory MOSFET i na bázi SiC (silikon-karbid) a GaAs (galium arsenid), což umožnilo rozšířit aplikační oblast do vyšších napětí a frekvencí.
[editovat] Rozdělení
- s vodivým kanálem
- s indukovaným kanálem
- MOSFET s vodivým kanálem
Do povrchu slabě dotované základní destičky z křemíku, která má vodivost P, jsou difúzí vhodné příměsy vytvořeny 2 rovnoběžné příkopy se silnou koncentrací příměsí(N+), které tvoří kolektor a emitor. Mezi nimi je tenčí méně dotovaná vrstva N tvořící kanál. Položíme-li na hradlo záporné napětí proti emitoru UGE<0 odpor kanálu se zvětší a při zvětšování UCE stoupá proud IC mírněji než při 0 předpětí hradla - tranzistor pracuje v režimu ochuzení (ochuzení kanálu o volné nosiče náboje).
Při závěrném předpětí UGEz vytlačí elektrické pole z kanálu všechny volné elektrony a proud IC klesne na nulu. Bude-li předpětí hradla proti emitoru kladné, přitáhně naopak elektrické pole do prostoru kanálu volné elektrony(minoritní nosiče) ze základní destičky. Tím se zvětší vodivost kanálu a proud IC vzroste. Za této situace pracuje tranzistor v režimu obohacení.
- MOSFET s indukovaným kanálem
Mezi difundovanými příkopy tvořícími emitor a kolektor není vytvořen vodivý kanál a proto při UGE=0 neprochází emitorem a kolektorem žádný proud. Kanál vznikne vyloučením děr z procesu mezi emitorem a kolektorem a přitažených volných elektronů ze základní destičky při přiložení kladného napětí na hradlo G. Pod G převládne počet elektronů nad dírami a vznikne nová vrstva, která se chová podobně jako vodivý kanál s vodivostí typu N-toto platí pouze při kladném napětí hradla UGE>0.
