MOSFET (金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ) の動作原理を理解することは、これらの高効率電子部品を効果的に活用するために重要です。 MOSFETは電子機器に欠かせない素子であり、メーカーにとってMOSFETを理解することは必須です。
実際には、アプリケーション中に MOSFET の特定の機能を十分に理解していないメーカーも存在します。しかし、電子機器におけるMOSFETの動作原理とそれに対応する役割を把握することで、その独自の特性や製品特有の特性を考慮して、最適なMOSFETを戦略的に選択することができます。この方法により製品の性能が向上し、市場での競争力が強化されます。
WINSOK SOT-23-3 パッケージ MOSFET
MOSFETの動作原理
MOSFET のゲート ソース間電圧 (VGS) がゼロの場合、ドレイン ソース間電圧 (VDS) が印加されていても、常に逆バイアスの PN 接合が存在し、その結果、MOSFET 間に導電チャネル (および電流) が存在しません。 MOSFETのドレインとソース。この状態では、MOSFET のドレイン電流 (ID) はゼロになります。ゲートとソース間に正の電圧 (VGS > 0) を印加すると、MOSFET のゲートとシリコン基板の間の SiO2 絶縁層に、ゲートから P 型シリコン基板に向かう電界が生成されます。酸化物層が絶縁性であるとすると、ゲートに印加される電圧 VGS は MOSFET に電流を生成できません。代わりに、酸化物層全体にコンデンサを形成します。
VGS が徐々に増加すると、コンデンサが充電され、電界が発生します。ゲートの正の電圧に引き寄せられて、多数の電子がコンデンサの反対側に蓄積し、MOSFET のドレインからソースへの N 型導電チャネルを形成します。 VGS がしきい値電圧 VT (通常約 2V) を超えると、MOSFET の N チャネルが導通し、ドレイン電流 ID が流れ始めます。チャネルが形成され始めるゲート・ソース間電圧は、しきい値電圧 VT と呼ばれます。 VGS の大きさ、ひいては電界を制御することにより、MOSFET のドレイン電流 ID の大きさを調整できます。
WINSOK DFN5x6-8 パッケージ MOSFET
MOSFETのアプリケーション
MOSFET はその優れたスイッチング特性で知られており、スイッチモード電源などの電子スイッチを必要とする回路に広く応用されています。 5V電源を使用する低電圧アプリケーションでは、従来の構造を使用すると、バイポーラ接合トランジスタのベース-エミッタ間の電圧降下(約0.7V)が発生し、ゲートに印加される最終電圧は4.3Vのみになります。 MOSFET。このようなシナリオでは、公称ゲート電圧が 4.5V の MOSFET を選択すると、一定のリスクが生じます。この課題は、3V またはその他の低電圧電源を使用するアプリケーションにも現れます。
投稿日時: 2023 年 10 月 27 日
