Mosfet Là Gì

Mosfet là gì? Những năm gần đây, sự phát triển vượt bậc của linh kiện bán dẫn được ứng dụng rất nhiều. Đặc biệt trong các mạch điện hiện đại, mạch điện tích hợp kỹ thuật số và tương tự. Nhờ những ưu điểm vượt trội mà nó mang đến cho lĩnh vực điện, điện tử. Nên nó được sử dụng rộng rãi như một công tắc điện từ, khuếch đại tín hiệu điện tử. Vậy mosfet là gì, cấu tạo, ứng dụng, phân loại,nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Bạn đọc cùng tìm hiểu các nội dung bổ ích cùng Chtech trong bài viết dưới đây.

Xem thêm: Tụ điện là gì, diode là gì

mosfet-la-gi

1. Mosfet là gì

1.1 Khái niệm mosfet là gì?

• Mosfet là thuật ngữ được viết tắt của cụm từ Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor. Tạm dịch sang tiếng Việt có nghĩa là Transistor hiệu ứng trường. Nó có cấu tạo và hoạt động khác với các loại Transistor thông thường. Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện. Nó là một linh kiện có trở kháng đầu vào rất lớn, thích hợp cho khuếch đại các nguồn tín hiệu yếu.
• Mosfet có khả năng đóng nhanh với dòng điện và điện áp khá lớn. Nên nó được sử dụng nhiều trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Do đóng cắt nhanh làm cho dòng điện biến thiên. Nó thường thấy trong các bộ nguồn xung và cách mạch điều khiển điện áp cao.
• Tuy nhiên, mosfet có lớp oxit mỏng nên mosfet dễ bị hỏng bởi các điện tích tĩnh điện. Những khi điện áp bị quá tải, thì mosfet hoạt động không ổn định. Ảnh hưởng đến sự hoạt động ổn định và tuổi thọ của các thiết bị. Đặc biệt, mosfet không hoạt động tốt trong tần số vô tuyến tín hiệu thấp.

1.2 Cấu tạo của mosfet là gì?

Mosfet là gì, nó là linh kiện bán dẫn được cấu tạo bởi ba bộ phận chính.

• Cực cổng Gate (G): Là cực điều khiển được cách ly hoàn toàn với các cấu trúc bán dẫn và lớp điện môi cực mỏng. Nhưng nó lại có khả năng cách điện vô cùng lớn nhờ lớp cách điện Dioxit-silic.
• Cực nguồn Source (S): Cực này có chức năng cấp nguồn cho mosfet.
• Cực máng Drain (D): cực này có nhiệm vụ đón các hạt mang điện.

Mosfet kênh N có hai miếng bán dẫn loại P đặt ở trên nền bán dẫn. Ở giữa hai lớp P-N sẽ được cách điện bởi một lớp Silic dioxit. Hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và S. Nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên. Sau đó sẽ được dấu ra thành cực G. Mosfet có điện trở ở giữa cực G với cực S và ở giữa cực G với cực D là vô cùng lớn. Còn đối với điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc nhiều vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS).

Khi điện áp UGS = 0 thì có nghĩa là điện trở RDS rất lớn. Còn khi điện áp UGS > 0 thì do hiệu ứng từ trường nên làm cho điện trở RDS giảm. Ngược lại, điện áp UGS càng lớn thì đồng nghĩa với việc điện trở RDS càng nhỏ.

cau-tao-cua-mosfet-la-gi

1.3 Mosfet hoạt động như thế nào

Mosfet hoạt động được ở 2 chế độ đóng và chế chế độ mở. Bản thân Mosfet như một phần tử mang điện nên mosfet có thể đóng mở với một tần số rất cao.

Xét nguyên lý hoạt động của Mosfet là gì trong thí nghiệm điển hình như sau:

Cấp nguồn điện áp một chiều UD đi qua một bóng đèn D vào hai cực D và S của Mosfet Q. Ta có thể thấy bóng đèn không phát sáng, tức là IDS=0 khi chân G không được cấp điện tới.

• Nếu đóng công tắc K1, UG cấp vào hai cực GS, UGS > 0, đèn Q1 và đèn D sáng.
• Nếu cắt công tắc, lúc này điện áp trên tụ gốm được duy trì cho đèn Q1 sáng. Chứng tỏ lúc này IGS=0.
• Nếu đóng K2 đóng, điện áp trên tụ C1=0, UGS=0, cả 2 đèn Q1 và đèn D tắt.

Từ thí nghiệm trên có thể thấy rằng: Điện áp đặt vào chân G sẽ không tạo ra IGS như trong transistor thường. Điện áp này chỉ có thể tạo ra từ trường, điều này làm cho điện trở RDS bị giảm xuống.

1.4 Ký hiệu của mosfet

• Qua tìm hiểu cấu tạo của Mosfet, ta thấy nó có các chân tương đương với transistor. Chân G tương đương với chân B. Chân D tương đương với chân C. Chân S tương đương với chân E. Nên mosfet cũng có ký hiệu tương tự như transistor.

2. Ứng dụng mosfet là gì

Mosfet được sử dụng nhiều trong các bộ dao động được tạo ra từ trường. Bởi Mosfet có khả năng đóng nhanh hơn so với dòng điện và có điện áp lớn. Chính vì đóng cắt nhanh là cho dòng điện biến thiên nên nó thường được tìm thấy trong các bộ nguồn xung. Cũng như các mạch điều khiển có điện áp cao.

• Bộ khuếch đại mosfet được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng vô tuyến với tần số rất cao.
• Ứng dụng mosfet công suất trong điều khiển động cơ DC.
• Mosfet hoạt động như một yếu tố thụ động như điện trở, tụ điện và cuộn cảm.
• Tốc độ chuyển mạch cao của mosfet làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng trọng việc thiết kế mạch chopper.
• Cảm biến MOS trên mosfet được sử dụng cho các thông số vật lý, sinh học, hóa học. Ví dụ như bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion, được sử dụng rộng rãi trong y học.
• Sò công suất mosfet được sử dụng nhiều trong hệ thống điện ô tô, IGBT. Đặc biệt nó đóng vai trò quan trọng là thiết bị chuyển mạch trong các bộ điều khiển điện tử. Làm bộ chuyển đổi năng lượng trong xe điện hiện đại, các thiết bị chuyển đổi tín hiệu.
• Mosfet được sử dụng rộng rãi trong điện tử tiêu dùng. Một trong những sản phẩm điện tử tiêu dùng có ảnh hướng sớm nhất là máy tính cầm tay.
• Sự ra đời của Mosfet cho phép sử dụng các bóng bán dẫn mosfet. Làm thành phần lưu trữ tế bào bộ nhớ, một chức năng được ứng dụng trong lõi từ tính trong bộ nhớ máy tính.

3. Các loại mosfet

Mosfet ngày càng được sử dụng phổ biến trong các mạch điện kỹ thuật số và tương tự. Mosfet được chia thành 2 loại chính là N mosfet và P mosfet là gì. Các phân loại này được chia theo kiểu kênh dẫn. Cụ thể như sau:

3.1 N mosfet là gì

• N mosfet  hay còn gọi là mosfet kênh N có điện áp điều khiển mở mosfet là UGS>0. Điện áp điều khiển đóng là UGS nhỏ hơn hoặc bằng 0. Dòng điện sẽ đi từ D xuống S. Để có thể đảm bảo được khoảng thời gian đóng cắt là ngắn nhất. Thì N mosfet có có điện áp lý tưởng là UGS=0.

3.2 P mosfet là gì

• P mosfet hay còn gọi là mosfet kênh P có điện áp điều khiển mở mosfet là UGS=0. Dòng điện sẽ đi từ S đến D. Để có thể đảm bảo được khoảng thời gian đóng cắt là ngắn nhất. Thì N mosfet có có điện áp lý tưởng là UGS xấp xỉ bằng 0.
• Ngoài ra mosfet có thể phân loại theo ứng dụng thực tế của mosfet. Nếu chia theo ứng dụng, mosfet được phân thành mosfet chế độ tăng cường và mosfet chế độ suy giảm. Sự khác nhau cơ bản giữa hai loại này là điện áp ở cực cổng mosfet. Ở chế độ tăng cường, điện áp ở cực cổng luôn ở trạng thái dương. Ngược lại, ở chế độ suy giảm, điện áp ở cực cổng có thể âm hoặc dương.
• Bạn viết trên đã tổng hợp các nội dung xoay quanh câu hỏi Mosfet là gì. Mong rằng những thông tin bổ ích đó sẽ giúp trang bị thêm kiến thức và giúp ích cho bạn khi cần thiết.Nếu bạn có nhu cầu sử dụng các dịch vụ tại Chtech, bạn vui lòng liên hệ trực tiếp theo:

Công Ty Cổ Phần Cơ Điện Chtech

• Địa chỉ: 344 Khương Đình, Thanh Xuân, Hà Nội
• Hotline: 034 360 5292
• Website: chtech.vn
• Email: chtechkd@gmail.com