MOSFET kênh N: Mạch, Làm việc, Sự khác biệt & Ứng dụng của nó

MOSFET là một loại bóng bán dẫn và nó còn được gọi là IGFET (Bóng bán dẫn hiệu ứng trường cách điện) hoặc MIFET (Bóng bán dẫn hiệu ứng trường cách điện kim loại). Trong một MOSFET , kênh & cổng được phân tách qua một lớp SiO2 mỏng và chúng tạo thành một điện dung thay đổi theo điện áp cổng. Vì vậy, MOSFET hoạt động giống như một Tụ điện MOS được điều khiển thông qua cổng đầu vào đến điện áp nguồn. Do đó, MOSFET cũng có thể được sử dụng như một tụ điện điều khiển bằng điện áp. Cấu trúc của MOSFET tương tự như tụ điện MOS vì đế silicon trong tụ điện này là loại p.

Chúng được phân loại thành bốn loại tăng cường kênh p, tăng cường kênh n, suy giảm kênh p và suy giảm kênh n. Bài viết này thảo luận về một trong những loại MOSFET như MOSFET kênh N - làm việc với các ứng dụng.

MOSFET kênh N là gì?

Một loại MOSFET trong đó kênh MOSFET bao gồm phần lớn các hạt tải điện là hạt tải điện hiện tại được gọi là MOSFET kênh N. Khi MOSFET này BẬT, thì phần lớn các sóng mang phí sẽ di chuyển trong toàn bộ kênh. MOSFET này tương phản với MOSFET kênh P.

MOSFET này bao gồm N- vùng kênh nằm ở giữa các đầu nối nguồn & cống. Nó là một thiết bị ba đầu cuối trong đó các đầu cuối là G (cổng), D (cống) và S (nguồn). Trong Transistor này, nguồn & cống được pha tạp nhiều vùng n + & phần thân hoặc chất nền là loại P.

Đang làm việc

MOSFET này bao gồm một vùng kênh N nằm ở giữa các thiết bị đầu cuối nguồn & cống. Nó là một thiết bị ba đầu cuối trong đó các đầu cuối là G (cổng), D (cống) và S (nguồn). Trong FET này, nguồn & cống được pha tạp nhiều vùng n + & phần thân hoặc chất nền thuộc loại P.

Ở đây, kênh được tạo ra khi có sự xuất hiện của các electron. Điện áp + ve cũng thu hút các điện tử từ cả n + vùng nguồn & vùng thoát vào kênh. Khi một điện áp được đặt vào giữa cống & nguồn thì dòng điện chạy tự do giữa nguồn & cống và điện áp tại cổng chỉ đơn giản là điều khiển các electron mang điện tích trong kênh. Tương tự, nếu chúng ta áp dụng điện áp –ve tại cực cổng thì một kênh lỗ được hình thành bên dưới lớp oxit.

Ký hiệu MOSFET Kênh N

Biểu tượng MOSFET kênh N được hiển thị bên dưới. MOSFET này bao gồm ba thiết bị đầu cuối như nguồn, cống và cổng. Đối với mosfet kênh n, hướng biểu tượng mũi tên là hướng vào trong. Vì vậy, biểu tượng mũi tên chỉ định loại kênh như kênh P hoặc kênh N.

Mạch MOSFET Kênh N

Các sơ đồ mạch điều khiển quạt một chiều không chổi than sử dụng MOSFET kênh N và Arduino Uno rev3 được hiển thị bên dưới. Mạch này có thể được xây dựng bằng bảng Arduino Uno rev3, mosfet kênh n, quạt một chiều không chổi than và dây kết nối.

MOSFET được sử dụng trong mạch này là MOSFET kênh N 2N7000 và nó là loại tăng cường, do đó chúng ta nên đặt chân đầu ra của Arduino thành cao để cung cấp năng lượng cho quạt.

Các kết nối của mạch này như sau;

• Kết nối chân nguồn của MOSFET với GND
• Chân cổng của MOSFET được kết nối với chân 2 của Arduino.
• Chốt xả của MOSFET vào dây màu đen của quạt.
• Dây màu đỏ của quạt một chiều không chổi than được kết nối với thanh dương của bảng mạch.
• Một kết nối bổ sung cần được cung cấp từ chân 5V của Arduino đến thanh dương của bảng mạch.

Nói chung, MOSFET được sử dụng để chuyển đổi và khuếch đại tín hiệu. Trong ví dụ này, mosfet này được sử dụng như một công tắc bao gồm ba thiết bị đầu cuối như cổng, nguồn và cống. MOSFET kênh n là một loại thiết bị được điều khiển bằng điện áp và các MOSFET này có sẵn trong hai loại MOSFET tăng cường và MOSFET cạn kiệt.

Nói chung, MOSFET nâng cao bị tắt khi Vgs (điện áp nguồn cổng) là 0V, do đó phải cung cấp điện áp cho cực cổng để dòng điện chạy qua kênh nguồn xả. Trong khi đó, MOSFET cạn kiệt thường được bật khi Vgs (điện áp nguồn cổng) là 0V để dòng điện chạy qua cống đến kênh nguồn cho đến khi có điện áp + ve ở đầu cuối cổng.

Mã số

void setup () {
// đặt mã thiết lập của bạn ở đây, để chạy một lần:
pinMode (2, OUTPUT);

}

void loop () {
// đặt mã chính của bạn ở đây, để chạy nhiều lần:
digitalWrite (2, CAO);
chậm trễ (5000);
digitalWrite (2, LOW);
chậm trễ (5000);
}

Vì vậy, khi nguồn 5v được cấp cho cực cổng của mosfet, quạt một chiều không chổi than sẽ được BẬT. Tương tự, khi 0v được cấp cho cực cổng của mosfet thì quạt sẽ TẮT.

Các loại MOSFET kênh N

MOSFET kênh N là một thiết bị điều khiển bằng điện áp được phân loại thành hai loại loại nâng cao và loại suy giảm.

MOSFET nâng cao kênh N

MOSFET kênh N loại nâng cao thường tắt khi điện áp cổng vào nguồn bằng 0 vôn, do đó phải cung cấp điện áp cho cực cổng để dòng điện cung cấp trên toàn bộ kênh nguồn xả.

Hoạt động của MOSFET nâng cao kênh n cũng giống như MOSFET kênh p nâng cao ngoại trừ cấu tạo và hoạt động. Trong loại MOSFET này, chất nền loại p được pha tạp nhẹ có thể tạo thành thân thiết bị. Các khu vực nguồn & cống được pha tạp nhiều tạp chất loại n.

Ở đây nguồn & phần thân thường được kết nối với đầu nối đất. Khi chúng ta đặt một điện áp dương vào cực cổng thì các hạt mang điện tích cực tiểu của chất nền loại p sẽ hút về phía cực cổng do tính tích cực của cổng và hiệu ứng điện dung tương đương.

Các hạt mang điện tích đa số như electron và hạt mang điện tích thiểu số của chất nền loại p sẽ bị hút về phía cực cổng để nó tạo thành một lớp ion âm không bao phủ bên dưới lớp điện môi bằng cách liên kết lại các electron với các lỗ trống.

Nếu chúng ta liên tục tăng điện áp cổng dương, quá trình tái kết hợp sẽ bị bão hòa sau mức điện áp ngưỡng khi đó các hạt mang điện như electron sẽ bắt đầu tích tụ tại nơi đó để tạo thành kênh dẫn electron tự do. Các electron tự do này cũng sẽ đến từ nguồn pha tạp nhiều và rút đi vùng loại n.

Nếu chúng ta áp dụng điện áp + ve ở đầu cuối cống thì dòng điện sẽ ở đó trong toàn bộ kênh. Vì vậy, điện trở của kênh sẽ phụ thuộc vào các hạt mang điện tích tự do như các electron trong kênh và một lần nữa, các electron này sẽ phụ thuộc vào điện thế cổng của thiết bị trong kênh. Khi nồng độ điện tử tự do hình thành kênh và dòng điện xuyên suốt kênh sẽ được tăng cường do sự gia tăng điện áp cổng.

MOSFET cạn kiệt kênh N

Nói chung, MOSFET này được kích hoạt bất cứ khi nào điện áp tại cổng vào nguồn là 0V, do đó dòng điện cung cấp từ cống đến kênh nguồn cho đến khi một điện áp dương được áp dụng tại cực cổng (G). MOSFET giảm kênh N hoạt động khác so với MOSFET nâng cao kênh n. Trong MOSFET này, chất nền được sử dụng là chất bán dẫn loại p.

Trong MOSFET này, cả vùng nguồn và vùng thoát đều là chất bán dẫn loại n được pha tạp nhiều. Khoảng cách giữa cả vùng nguồn và vùng thoát được khuếch tán qua các tạp chất loại n.

Một khi chúng ta áp dụng một sự khác biệt tiềm năng giữa các đầu nối nguồn và đầu cuối cống, dòng điện sẽ chạy khắp vùng n của bề mặt. Khi chúng ta đặt điện áp a -ve ở cực cổng thì các hạt tải điện như electron sẽ bị lặp lại và dịch chuyển xuống vùng n ngay dưới lớp điện môi silicon dioxide.

Do đó, sẽ có các lớp ion dương không được bao phủ dưới lớp điện môi SiO2. Vì vậy, theo cách này, sự cạn kiệt của các nhà cung cấp phí sẽ xảy ra trong kênh. Do đó, độ dẫn điện tổng thể của kênh sẽ giảm xuống.

Trong điều kiện này, khi cùng một điện áp được đặt vào đầu cực cống, thì dòng điện tại đầu nối sẽ giảm. Ở đây chúng tôi đã quan sát thấy rằng dòng tiêu có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi sự suy giảm của các sóng mang điện tích trong kênh, vì vậy nó được gọi là MOSFET cạn kiệt.

Ở đây, cổng ở tiềm năng -ve, cống ở tiềm năng + và nguồn ở tiềm năng '0'. Kết quả là, sự chênh lệch điện áp giữa cống đến cổng nhiều hơn nguồn vào cổng, do đó chiều rộng lớp suy giảm về phía cống nhiều hơn nguồn.

Sự khác biệt giữa MOSFET Kênh N và MOSFET Kênh P

Sự khác biệt giữa MOSFET kênh n và kênh p bao gồm những điều sau đây.

Cách kiểm tra MOSFET kênh N

Các bước liên quan đến kiểm tra MOSFET kênh N được thảo luận dưới đây.

• Để kiểm tra MOSFET kênh n, một đồng hồ vạn năng tương tự được sử dụng. Để làm được điều đó, chúng ta cần đặt núm trong phạm vi 10K.
• Để kiểm tra MOSFET này, trước tiên hãy đặt đầu dò màu đen trên chân xả của MOSFET và đầu dò màu đỏ trên chân cổng để xả điện dung bên trong MOSFET.
• Sau đó, di chuyển đầu dò màu đỏ sang chân nguồn trong khi đầu dò màu đen vẫn ở trên chốt xả
• Dùng ngón tay phải chạm vào cả cổng & chốt thoát nước để chúng ta có thể quan sát thấy con trỏ của đồng hồ vạn năng kim sẽ quay sang một bên so với phạm vi trung tâm của thang đo của đồng hồ.
• Lấy đầu dò màu đỏ của đồng hồ vạn năng và ngón tay phải ra khỏi chân nguồn của MOSFET, sau đó lại đặt ngón tay lên đầu dò màu đỏ & chân nguồn, kim chỉ sẽ vẫn ở chính giữa thang đo vạn năng.
• Để xả nó, chúng ta phải tháo đầu dò màu đỏ và chỉ cần chạm một lần vào chốt cổng. Cuối cùng, điều này sẽ xả lại điện dung bên trong.
• Bây giờ, một đầu dò màu đỏ phải sử dụng lại để chạm vào chân nguồn, khi đó con trỏ của đồng hồ vạn năng sẽ không bị lệch như trước đây bạn đã phóng điện bằng cách chạm vào chân cổng.

Đặc điểm

MOSFET kênh N có hai đặc điểm giống như đặc tính cống và đặc tính truyền.

Đặc điểm thoát nước

Các đặc tính cống của MOSFET kênh N bao gồm những điều sau đây.

• Các đặc tính xả của mosfet kênh n được vẽ ở giữa dòng điện đầu ra và VDS được gọi là Xả vào điện áp nguồn VDS.
• Như chúng ta có thể thấy trong biểu đồ, đối với các giá trị Vgs khác nhau, chúng tôi vẽ biểu đồ các giá trị hiện tại. Vì vậy, chúng ta có thể thấy các biểu đồ khác nhau của dòng thoát trong biểu đồ như giá trị Vgs thấp nhất, giá trị Vgs tối đa, v.v.
• Trong các đặc điểm trên, dòng điện sẽ không đổi sau một số điện áp xả. Do đó, cần phải có điện áp tối thiểu cho bộ xả vào nguồn để MOSFET hoạt động.
• Vì vậy, khi chúng ta tăng ‘Vgs’ thì độ rộng kênh sẽ được tăng lên và dẫn đến nhiều ID hơn (dòng tiêu hao).

Đặc điểm chuyển nhượng

Các đặc tính truyền của MOSFET kênh N bao gồm những điều sau đây.

• Các đặc tính truyền tải còn được gọi là đường cong độ dẫn điện được vẽ ở giữa điện áp đầu vào (Vgs) và dòng điện đầu ra (ID).
• Lúc đầu, bất cứ khi nào không có cổng vào điện áp nguồn (Vgs) thì dòng điện sẽ rất ít chảy như trong micro amps.
• Một khi cổng vào điện áp nguồn là dương, dòng tiêu dần dần tăng cường.
• Sau đó, có một sự gia tăng nhanh chóng trong dòng chảy tương đương với việc tăng vgs.
• Dòng cống có thể đạt được thông qua Id = K (Vgsq- Vtn) ^ 2.

Các ứng dụng

Các các ứng dụng của mosfe kênh n t bao gồm những điều sau đây.

• Các MOSFET này thường được sử dụng trong các ứng dụng thiết bị điện áp thấp như cầu nối đầy đủ và bố trí cầu B6 sử dụng động cơ & nguồn DC.
• Các MOSFET này rất hữu ích trong việc chuyển đổi nguồn cung cấp âm cho động cơ theo hướng ngược lại.
• MOSFET kênh n hoạt động trong vùng bão hòa và vùng cắt. thì nó hoạt động giống như một mạch chuyển mạch.
• Các MOSFETS này được sử dụng để chuyển ĐÈN hoặc đèn LED sang BẬT / TẮT.
• Chúng được ưu tiên trong các ứng dụng hiện tại.

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan của kênh n mosfet - đang làm việc với các ứng dụng. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, MOSFET kênh p là gì?