HOTLINE: 093.776.9093Mục lục
Mosfet là gì?
MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) là một loại transistor hiệu ứng trường dùng trong các ứng dụng điện tử như làm công tắc, khuếch đại tín hiệu, và nhiều chức năng khác. Cấu tạo cơ bản của MOSFET bao gồm một lớp bán dẫn kiểu p hoặc kiểu n, một lớp cách điện (thường là lớp oxide silic), và một lớp kim loại (được dùng như cổng điều khiển).
MOSFET có một số ưu điểm so với các loại transistor khác như:
- Tiêu thụ điện năng thấp khi không hoạt động.
- Kích thước nhỏ và giá thành thấp khi sản xuất hàng loạt.
- Dễ dàng tích hợp trong các mạch tích hợp (IC).
MOSFET thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện tử hiện đại, từ các thiết bị di động đến máy tính và các thiết bị điện tử khác.
Các loại Mosfet
Có hai loại MOSFET chính dựa trên cấu trúc và nguyên liệu chất bán dẫn: n-MOSFET (n-channel MOSFET) và p-MOSFET (p-channel MOSFET). Chúng có cách hoạt động tương tự nhưng với sự khác biệt về điện áp Gate và dòng điện chạy qua.
- n-MOSFET (n-channel MOSFET): Loại MOSFET này sử dụng chất bán dẫn n-type trong cấu trúc của mình. Khi áp dụng một điện áp dương ở Gate so với Source và vượt qua điện áp ngưỡng, một kênh dẫn điện được hình thành giữa Source và Drain, cho phép dòng điện chạy từ Drain đến Source. Khi điện áp ở Gate giảm xuống dưới điện áp ngưỡng, kênh dẫn điện bị đóng và không có dòng điện nào chạy qua.
- p-MOSFET (p-channel MOSFET): Loại MOSFET này sử dụng chất bán dẫn p-type trong cấu trúc của mình. Khi áp dụng một điện áp âm ở Gate so với Source và vượt qua điện áp ngưỡng, một kênh dẫn điện được hình thành giữa Source và Drain, cho phép dòng điện chạy từ Source đến Drain. Khi điện áp ở Gate tăng lên trên điện áp ngưỡng, kênh dẫn điện bị đóng và không có dòng điện nào chạy qua.
Ngoài ra, MOSFET còn được phân loại dựa trên chế độ hoạt động:
- Depletion-mode MOSFET (MOSFET kiểu suy giảm): Loại MOSFET này có kênh dẫn điện khi không có điện áp ở Gate. Để ngắt dòng điện, cần áp dụng một điện áp ở Gate để đóng kênh dẫn điện. Loại MOSFET này ít phổ biến hơn Enhancement-mode MOSFET.
- Enhancement-mode MOSFET (MOSFET kiểu kích hoạt): Loại MOSFET này không có kênh dẫn điện khi không có điện áp ở Gate. Để mở kênh dẫn điện và cho phép dòng điện chạy qua, cần áp dụng một điện áp ở Gate. Đây là loại MOSFET phổ biến nhất.
Cả n-MOSFET và p-MOSFET đều có thể hoạt động ở chế độ Depletion-mode hoặc Enhancement-mode tùy thuộc vào cấu trúc và ứng dụng.
Nguyên lý hoạt động của Mosfet
Nguyên lý hoạt động của MOSFET dựa trên hiệu ứng trường, nơi mà dòng điện giữa hai đầu cực Source (Nguồn) và Drain (Thoát) được kiểm soát bằng cách áp dụng điện áp vào đầu cực Gate (Cổng). Dưới đây là cách hoạt động của MOSFET:
- Khi không có điện áp nào được áp dụng ở Gate, không có dòng điện nào chảy giữa Source và Drain.
- Khi áp dụng một điện áp ở Gate:
- Đối với n-MOSFET (sử dụng chất bán dẫn n-type), nếu điện áp ở Gate đủ lớn so với điện áp ngưỡng, một lớp kênh dẫn điện được hình thành giữa Source và Drain, cho phép dòng điện chạy qua.
- Đối với p-MOSFET (sử dụng chất bán dẫn p-type), nếu điện áp ở Gate đủ nhỏ so với điện áp ngưỡng (âm), một lớp kênh dẫn điện được hình thành giữa Source và Drain, cho phép dòng điện chạy qua.
- Khi điều chỉnh điện áp ở Gate, bạn có thể kiểm soát dòng điện giữa Source và Drain:
- Khi điện áp ở Gate tăng (n-MOSFET) hoặc giảm (p-MOSFET), dòng điện giữa Source và Drain tăng lên.
- Khi điện áp ở Gate giảm (n-MOSFET) hoặc tăng (p-MOSFET), dòng điện giữa Source và Drain giảm xuống.
Do đó, MOSFET hoạt động như một công tắc điện tử hoặc khuếch đại tín hiệu, phụ thuộc vào cách áp dụng điện áp ở Gate. MOSFET có khả năng chịu được dòng điện cao và có tốc độ chuyển mạch nhanh, giúp chúng trở thành linh kiện quan trọng trong nhiều ứng dụng điện tử.