MOSFET điều khiển tải bằng điện áp như thế nào?

• Gate
• Drain
• Source

Bạn sẽ học được gì

• Gọi tên ba cực thường gặp ở MOSFET rời và biết cực substrate có thể được nối bên trong.
• Giải thích được vì sao điện áp ở gate điều khiển được dòng.
• Phân biệt được loại tăng cường và loại suy giảm.

Cần biết trước

Nên biết transistor BJT và tụ điện là gì.

MOSFET có những cực và loại nào?

MOSFET là một loại linh kiện bán dẫn trạng thái rắn, còn được gọi là transistor hiệu ứng trường cổng cách điện (IGFET). Với loại MOSFET rời thông dụng, ba cực bên ngoài là Gate, Drain và Source; cực substrate thường được nối bên trong với Source.

Có cả MOSFET kênh P (PMOS) và kênh N (NMOS). Hai kiểu này đều dùng điện áp gate so với source để điều khiển.

Vì sao điện áp ở gate điều khiển được dòng?

Điện cực gate được cách điện với kênh dẫn N hoặc P bằng một lớp vật liệu cách điện rất mỏng. Cực gate điều khiển dòng giữa drain và source bằng cách tạo ra một điện trường.

Điện cực gate cách điện này có thể coi như một bản của tụ điện. Điện trở đầu vào cao giúp duy trì điện áp gate với dòng nhỏ, nhưng mạch điều khiển phải thêm hoặc rút điện tích để thay đổi điện áp này.

• Điện cực gate
• Lớp cách điện
• Kênh dẫn
• Điện áp đặt vào gate

Trong vùng tuyến tính (ohmic), MOSFET cũng hoạt động như một điện trở điều khiển bằng điện áp.

• Điện áp điều khiển
• MOSFET
• Dòng chính đến tải
• Tải

Loại tăng cường và loại suy giảm khác nhau thế nào?

MOSFET loại tăng cường (enhancement) tương đương một công tắc thường hở, còn loại suy giảm (depletion) tương đương một công tắc thường đóng.

Khi chọn một linh kiện, hãy xác định nó thuộc loại nào để biết trạng thái khi điện áp gate–source bằng không.

• Thường hở (tăng cường)
• Thường đóng (suy giảm)

Ví dụ trong đời sống

Hãy cùng người lớn nhìn một mạch điều khiển quạt nhỏ hoặc đèn. Trong một thiết kế phù hợp, tín hiệu điều khiển đặt điện áp lên gate để MOSFET đóng ngắt đường dòng qua tải.

Hiểu lầm thường gặp

MOSFET cần dòng chạy liên tục vào gate để được điều khiển. Điện áp gate điều khiển MOSFET; mạch điều khiển chỉ cần cấp hoặc rút điện tích trong chốc lát khi đổi điện áp, rồi chỉ cần dòng nhỏ để duy trì mức điện áp đó.

MOSFET nào cũng tắt khi điện áp gate–source bằng không. Chỉ loại tăng cường tương đương công tắc thường hở, còn loại suy giảm tương đương công tắc thường đóng.

Câu hỏi thường gặp

MOSFET có những cực nào?

Ba cực bên ngoài thường gặp ở MOSFET rời là Gate, Drain và Source; một số cấu trúc còn có cực substrate, thường nối bên trong với Source.

Gate MOSFET có lấy dòng không?

Muốn đổi điện áp gate, mạch cần thêm hoặc rút điện tích. Do điện trở đầu vào rất cao, dòng cần để giữ điện áp ổn định là rất nhỏ.

MOSFET loại tăng cường là gì?

Đó là loại tương đương một công tắc thường hở.

NMOS và PMOS là gì?

Đó là MOSFET kênh N và kênh P, cả hai đều có sẵn.

Tóm tắt

• MOSFET rời thông dụng thường có ba cực bên ngoài là Gate, Drain, Source và được điều khiển bằng điện áp.
• Gate cách điện với kênh và có điện trở đầu vào cao; đổi điện áp gate cần điện tích, còn giữ điện áp ổn định chỉ cần dòng nhỏ.
• Loại tăng cường như công tắc thường hở, loại suy giảm như công tắc thường đóng.