MOSFETとは何ですか?主なパラメータは何ですか?

スイッチング電源やモーター駆動回路を設計する場合MOSFET、MOSのオン抵抗、最大電圧、最大電流などの要素が一般的に考慮されます。

MOSFET チューブは、エンハンスメント型またはデプレッション型、P チャネルまたは N チャネルの合計 4 種類として製造できる FET の一種です。一般的にエンハンスメント NMOSFET とエンハンスメント PMOSFET が使用され、通常はこの 2 つが挙げられます。

この 2 つのうち、より一般的に使用されるのは NMOS です。その理由は、導電抵抗が小さく、製造が容易であるためです。したがって、NMOS は通常、スイッチング電源やモーター駆動アプリケーションに使用されます。

MOSFET の内部では、ドレインとソースの間にサイリスタが配置されます。これはモーターなどの誘導性負荷を駆動する際に非常に重要であり、通常は集積回路チップ内ではなく、単一の MOSFET 内にのみ存在します。

寄生容量は MOSFET の 3 つのピンの間に存在しますが、これは必要なわけではなく、製造プロセスの制限によるものです。寄生容量の存在により、ドライバ回路の設計や選択が難しくなりますが、避けることはできません。

 

主なパラメータは、MOSFET

1、開放電圧 VT

オープン電圧 (しきい値電圧とも呼ばれます): ソース S とドレイン D の間に導電チャネルの形成を開始するために必要なゲート電圧。標準的なNチャネルMOSFET、VTは約3〜6Vです。プロセスの改善により、MOSFET の VT 値を 2 ～ 3V に下げることができます。

 

2、DC入力抵抗RGS

ゲート・ソース極間に加えられる電圧とゲート電流の比 この特性はゲートを流れるゲート電流によって表される場合があり、MOSFET の RGS は簡単に 1010Ω を超えることがあります。

 

3. ドレイン・ソース降伏 BVDS 電圧。

VGS = 0 (エンハンスド) の条件下で、ドレイン・ソース間電圧が増加する過程で、VDS をドレイン・ソース間降伏電圧 BVDS と呼ぶと、ID が急激に増加します。 (1) アバランシェドレイン付近の空乏層破壊、(2) ドレイン・ソース極間の貫通破壊、トレンチ長が短い一部の MOSFET では、ドレイン領域のドレイン層がソース領域まで拡張するため VDS が増加します。チャネル長をゼロにする、つまりドレイン-ソース間の貫通、貫通を生じさせると、ソース領域のキャリアのほとんどが空乏層の電界によってドレイン領域に直接引き寄せられ、その結果IDが大きくなります。 。

 

4、ゲート・ソース耐圧 BVGS

ゲート電圧を増加させた場合、IGをゼロから増加させたときのVGSをゲート・ソース耐圧BVGSと呼びます。

 

5、低周波相互コンダクタンス

VDS が固定値の場合、変化を引き起こすドレイン電流の微小変動とゲート・ソース電圧の微小変動の比はトランスコンダクタンスと呼ばれ、これはゲート・ソース電圧がドレイン電流を制御する能力を反映しており、の増幅能力を特徴付ける重要なパラメータMOSFET.

 

6、オン抵抗RON

オン抵抗 RON は ID に対する VDS の影響を示し、ある点におけるドレイン特性の接線の傾きの逆数であり、飽和領域では ID は VDS によってほとんど変化せず、RON は非常に大きくなります。デジタル回路では、MOSFET は導通 VDS = 0 の状態で動作することが多いため、この時点でのオン抵抗 RON は、次の式で近似できます。一般的な MOSFET の場合、RON 値は数百オーム以内に収まります。

 

7、極間容量

３つの電極間には、ゲート・ソース容量CGS、ゲート・ドレイン容量CGD、ドレイン・ソース容量CDS-CGSの極間容量が存在し、CGDは1～3pF程度、CDSは0.1～1pF程度です。

 

8、低周波雑音指数

ノイズは、パイプライン内のキャリアの動きの不規則性によって発生します。この存在により、アンプから信号が供給されない場合でも、出力に不規則な電圧または電流の変動が発生します。ノイズ性能は通常、ノイズ係数 NF で表されます。単位はデシベル（dB）です。値が小さいほど、真空管が生成するノイズは少なくなります。低周波雑音指数は、低周波範囲で測定される雑音指数です。電界効果管の雑音指数は数 dB 程度で、双極三極管の雑音指数よりも低くなります。