技術の, エレクトロニクス

MOSFET - それは何ですか？トランジスタの応用と検証

この記事では、トランジスタ、学びます、つまり、MOSFET が回路の一部を。その入力任意のタイプの電界効果トランジスタは、主電流搬送チャネルから電気的に絶縁されています。そして、それは、それが絶縁ゲートを有する電界効果トランジスタと呼ばれる理由です。電子回路の多くのタイプで使用され、電界効果トランジスタ、最も一般的なタイプは、電界効果トランジスタ、金属 - 酸化物 - 半導体ベースまたは遷移MOSトランジスタ（この要素の略称略称）と呼ばれます。

MOSFETとは何ですか？

MOSFETは、絶縁性材料の非常に薄い層でメイン半導体nチャネルまたはpチャネルから電気的に絶縁されている「金属酸化物」ゲート電極を有することをフィールド異なる電圧制御型FETです。原則として、それはシリカ（および単純な場合、ガラス）です。

この超薄絶縁金属ゲート電極は、一つのコンデンサプレートとみなすことができます。絶縁制御入力は、MOSFETの抵抗は事実上無限大、非常に高くなります。

フィールド、MOSトランジスタは、非常に高い入力インピーダンスを持っています。慎重チェーンにより保護されていない場合、それは簡単に、損傷につながる静電気を大量に、蓄積することができます。

MOSFET電界効果トランジスタとの違い

フィールドからの主な違いは、MOSFETは、2つの基本的な形で利用可能であることです。

枯渇 - トランジスタが「OFF」にスイッチング素子用のゲート - ソース間電圧を必要とします。空乏モードMOSFETは、「通常閉」スイッチに相当します。
彩度 - トランジスタは、デバイスをオンにするゲート・ソース間電圧が必要です。ゲイン・モードMOSFETは、「通常閉」の接点を持つスイッチに相当します。

回路上のトランジスタのシンボル

ドレインとソースの間の接続線は、半導体チャネルです。 MOSFETトランジスタを示す図が、それは脂肪実線で表された場合、要素は空乏モードで動作します。電流はゲートゼロ電位にドレインから流れることができるからです。チャネルは二点鎖線または破線で示されている場合、電流がゼロのゲート電位が流れるため、トランジスタは、飽和モードで動作します。矢印の方向は、導電性チャネルまたはp型示す半導体 p型。そして、国内のトランジスタは、その外国のと同じ方法で指定されています。

MOSFETトランジスタの基本構造

MOSFETの設計（つまり、記事に詳細に記載されている）フィールドとは非常に異なります。両方のタイプのトランジスタは、ゲート電圧による電界を使用しています。半導電ソース - ドレインチャネルを介してpチャネル用のNチャネルまたは開口部における電荷キャリア、電子の流れを変更します。ゲート電極は、非常に薄い絶縁層の上に配置し、単にドレインおよびソース電極の下に小さなp型領域の一対を有しています。

絶縁ゲート型デバイスMOSトランジスタにより制限なく適用することができません。したがって、極性（正または負）のいずれかにおけるMOSFETのソースのゲートに接続することが可能です。これは、国内のものよりもより頻繁に輸入トランジスタことは注目に値します。

これは、外部からの影響を受けずに、彼らは通常、電流を伝導しないので、MOSFETデバイスは、電子スイッチまたはロジックデバイスとして特に有用であることができます。この高入力ゲート抵抗の理由。したがって、それは非常に小さいか、些細な制御は、MOSトランジスタのために必要です。彼らは、制御機器であるため、外部から通電します。

空乏モードMOSFET

空乏モードゲートに印加されるバイアス電圧なしの利得モードよりもはるかに低い頻度で起こります。チャンネルはゼロゲート電圧で保持していることは、したがって、デバイスは、「ノーマルクローズ」されています。実線を参照するために使用される図は、通常、導電性チャネルを閉じました。

Nチャネルデプレッション型MOSトランジスタの場合、負のゲート - ソース電圧が負であり、その導電チャネル型トランジスタの自由電子（したがって、その名前）を枯渇させるであろう。同様に、pチャネルMOSトランジスタのための正のゲート - ソース間電圧の枯渇で、チャネルが非導通状態でデバイスを移動し、それらの自由穴を消耗します。しかし、トランジスタの連続性が操作のどのモードに依存しません。

換言すれば、デプレッションモードnチャネルMOSFET：

ドレインに正の電圧が電子と電流の大きい数です。
これは、より少ない負電圧と電子の電流を意味しています。

逆に、pチャネルトランジスタについても同様です。空乏モードMOSFETは、「通常開」スイッチに相当しますが。

空乏モードのNチャネルMOSトランジスタ、

空乏モードMOSFETは、電界効果トランジスタと同じ方法で構築されています。また、ドレイン - ソースチャネル - 電子と正孔を有する導電層、n型またはp型のチャネルに存在します。そのようなチャネルドーピングは、ドレイン及びゼロ電圧とソースとの間に低抵抗導電性パスを作成します。テスタートランジスタを使用して、その出力と入力における電流および電圧の測定を行うことができます。

ゲイン・モードMOSFET

MOSFETトランジスタではより一般的なゲインモードでは、空乏モードへの復帰です。それは、非導電性になりチャネル低濃度にドープされた又は非ドープを、そこに行って。これは（ゲートバイアス電圧がゼロのとき）アイドルモードにあるデバイスが導通していないという事実につながります。このタイプのMOSトランジスタを説明するための図では、常開伝導チャネルを示すために破線を使用しています。

ゲート電圧がしきい値電圧よりも高いゲートに印加される場合にのみ流れることになるNチャネルMOSトランジスタのドレイン電流を向上させることができます。自由な流れを可能にする、従ってチャネルの厚さの利得（したがって、その名前）を増加、p型MOSFETのゲート（すなわち、動作モードは、スイッチング回路は、資料に記載されている、である）ゲートの周りに酸化物層の方向にそれ以上の電子を引き付けるに正の電圧を印加することにより現在。

ゲインモードを備えています

正のゲート電圧を増加させると、チャネルにおける耐性の出現の原因となります。それが唯一の遷移の整合性を検証することができ、トランジスタテスターは表示されません。さらなる成長を減少させるためには、ドレイン電流を増加させる必要があります。換言すれば、モードnチャネルMOSFETを強化します。

正の信号トランジスタが導通モードに変換されます。
無信号または負の値が非導通モードトランジスタに変換しません。したがって、増幅MOSFETのモードで「ノーマルオープン」スイッチに相当します。

モードは、pチャネルMOSトランジスタを向上させるために逆のアサーションが有効です。ゼロ電圧で「OFF」とチャネル内のデバイスが開いています。「オン」のモード変換、チャネルの導電率のp型MOSFET増加のゲートに負電圧値を印加します。あなたはテスター（デジタルまたはダイヤル）を使用して確認することができます。そして、政権は、pチャネルMOSFETを得ます：

正の信号は、トランジスタ「オフ」をレンダリングします
マイナスは、「オン」モードでは、トランジスタを含んでいます。

利得モードNチャネルMOSFET

増幅モードでMOSFETは導通モードと極めて高い非導通に低い入力インピーダンスを有します。また、無限に高い入力インピーダンスは、その絶縁ゲートです。モードで使用されるトランジスタの利得集積回路 CMOS論理ゲートを受信し、PMOS（Pチャネル）のような形とNMOS（Nチャネル）入力における電力回路のスイッチング。 CMOSは- MOSは、それが論理デバイスはその設計にPMOS、NMOSとの両方を持っているという意味で相補的です。

MOSFETアンプ

ただ、フィールドのように、MOSFETトランジスタは、クラスアンプ「A」を作るために使用することができます。共通ソースゲイン領域におけるNチャネルMOSトランジスタと、増幅回路は、最も人気があります。 MOSFETアンプMOSFET（すなわち、どのような種類があり、上述）は、高入力インピーダンスを有していることを除いて、フィールドデバイスを用いた回路と非常に類似しデプレッションモード、。

このインピーダンスは、抵抗R1及びR2によって形成される入力抵抗バイアスネットワークによって制御されます。さらに、共通ソースの出力信号増幅用トランジスタ、増幅モードにおけるMOSFETが反転され、なぜなら、入力電圧が低い場合、トランジスタ通路オープン。これは、武器にのみテスター（デジタルまたはダイヤル）を有する、検証することができます。 ONモードにおけるトランジスタ電圧高入力時、出力電圧が非常に低いです。