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

Bạn đang trong quá trình tìm hiểu về MOSFET, tuy nhiên vẫn chưa thực sự hiểu rõ MOSFET là gì, MOSFET có cấu tạo như thế nào & nguyên lý hoạt động ra sao. Tất cả những thông tin mà bạn đang thắc mắc sẽ được myrobot.asia giải đáp đầy đủ ngay trong nội dung bày viết dưới đây. Theo dõi ngay!

Mosfet là gì?

Theo Wikipedia: MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor, tạm dịch: Transistor hiệu ứng trường kim loại – oxit bán dẫn) là thuật ngữ thường được sử dụng để chỉ các Transistor hiệu ứng trường FET được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp oxit kim loại & bán dẫn, ví dụ như oxit bạc & bán dẫn Silic, tạo ra lớp cách điện mỏng giữa cực cổng kim loại với vùng bán dẫn hoạt động nối giữa cực nguồn & cực máng. 

Cấu tạo cơ bản của MOSFET 

MOSFET có cấu trúc bán dẫn & cho phép điều khiển bằng điện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ. Cấu tạo của MOSFET ngược kênh N, trong đó:

• G (Gate) là cực cổng, là cực điều khiển được cách ly hoàn toàn với cấu trúc bán dẫn còn lại bởi 1 lớp điện môi cực mỏng, nhưng lại có độ cách điện cực lớn dioxit-silic
• S (Source) là cực nguồn
• D (Drain) là cực máng, nơi đón các hạt mang điện 

MOSFET kênh N có 2 miếng bán dẫn loại P đặt trên nền bán dẫn loại N. Giữa 2 lớp P & N được cách điện bởi lớp SiO2, 2 miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D & cực S. Nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên, sau đó được đấu ra thành cực G.

MOSFET có điện trở giữa cực G với vực S & giữa cực G với cực D là vô cùng lớn. Điện trở giữa cực D & cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G & cực S (UGS). 

Trong trường hợp điện áp UGS = 0 đồng nghĩa điện trở RDS rất lớn. Khi điện áp UGS > 0 do hiệu ứng từ trường làm điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn, ngược lại điện trở RDS càng nhỏ. 

Một số đặc điểm nổi bật của MOSFET

MOSFET có khả năng đóng nhanh với dòng điện & điện áp khá lớn. Vì thế, MOSFET thường được sử dụng trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Nhờ khả năng đóng cắt nhanh làm dòng điện biến thiên, MOSFET thường có trong các bộ nguồn xung & các mạch điều khiển điện áp cao.

Ngày nay, MOSFET được sử dụng rất phổ biến & rộng rãi trong các mạch kỹ thuật số & các mạch tương tự. Giống với FET, MOSFET cũng có 2 lớp chính chia theo kiểu kênh dẫn được sử dụng:

• N-MOSFET: điện áp điều khiển mở MOSFET khi UGS > 0. Điện áp điều khiển đóng khi UGS < 0. Dòng điện đi từ D xuống S
• P-MOSFET: điện áp điều khiển mở MOSFET khi UGS < 0. Dòng điện đi từ S đến D & điện áp khóa khi UGS ~ 0

Từ kiến trúc cơ bản của MOSFET, hiện nay có nhiều biến thể dẫn xuất khác nhau để tạo ra các phần tử có đặc trưng thích hợp với các ứng dụng cụ thể. Do cách bố trí cực cổng cách ly mà MOSFET còn được gọi là Transistor hiệu ứng trường cổng cách ly, viết tắt là IGFET. 

>>> Xem thêm: Giao Thức Mạng Là Gì? Tổng Hợp Các Loại Giao Thức Mạng Phổ Biến Hiện Nay

Nguyên lý hoạt động của MOSFET

MOSFET hoạt động ở 2 chế độ là đóng & mở. Do có 1 phần tử với các hạt mạng điện vô cùng cơ bản nên MOSFET có thể đóng cắt với tần số rất cao. Tuy nhiên, để đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề về điều khiển lại là vấn đề vô cùng quan trọng. 

Thí nghiệm:

• Cấp nguồn 1 chiều UD qua 1 bóng đèn D vào 2 cực là cực D & cực S của MOSFET Q (phân cực thuận cho MOSFET ngược). Ngay sau đó, bạn sẽ thấy bóng đèn không sáng, đồng nghĩa không có dòng điện đi qua cực DS khi chân G không được cấp điện. 
• Khi công tắc K1 đóng, nguồn UG cấp vào 2 cực GS làm cho điện áp UGS > 0 => đèn Q1 dẫn & bóng đèn D sáng 
• Khi công tắc K1 ngắt, điện áp tích trên tụ C1 vẫn duy trì hoạt động cho đèn Q dẫn. Chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS
• Khi công tắc K2 đóng, điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0=> UGS = 0 & sau đó đèn tắt 

Từ thí nghiệm trên, có thể rút ra 1 kết luận: So với Transistor thông thường, điện áp đặt vào chân G không tạo ra dòng GS mà chỉ tạo ra từ tường, điều này làm điện trở RDS giảm xuống. 

Như vậy, myrobot.asia đã vừa chia sẻ & cung cấp đến bạn một số thông tin cơ bản về MOSFET. Hy vọng những nội dung trong bài viết trên sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình tìm hiểu Transistor hiệu ứng trường kim loại – oxit bán dẫn. Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ trực tiếp số hotline để được hỗ trợ tư vấn & giải đáp chi tiết nhất.

MYROBOT - Chúng tôi là chuyên gia trong mảng sản xuất, cung cấp và phân phối các hệ thống thiết bị robot phục vụ công nghiệp...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.