Mengapa tegangan MOSFET dikontrol?

MOSFET (Transistor Efek Medan Semikonduktor Oksida Logam) disebut perangkat pengontrol tegangan terutama karena prinsip operasinya terutama bergantung pada kontrol tegangan gerbang (Vgs) atas arus pembuangan (Id), daripada mengandalkan arus untuk mengendalikannya, seperti adalah kasus dengan transistor bipolar (seperti BJT). Berikut penjelasan detail mengenai MOSFET sebagai alat pengontrol tegangan:

Prinsip Kerja

Kontrol Tegangan Gerbang:Inti dari MOSFET terletak pada struktur antara gerbang, sumber dan saluran pembuangan, serta lapisan isolasi (biasanya silikon dioksida) di bawah gerbang. Ketika tegangan diterapkan ke gerbang, medan listrik tercipta di bawah lapisan isolasi, dan medan ini mengubah konduktivitas area antara sumber dan saluran pembuangan.

Formasi Saluran Konduktif:Untuk MOSFET saluran-N, ketika tegangan gerbang Vgs cukup tinggi (di atas nilai tertentu yang disebut tegangan ambang Vt), elektron dalam substrat tipe-P di bawah gerbang tertarik ke bagian bawah lapisan isolasi, membentuk N-channel. tipe saluran konduktif yang memungkinkan konduktivitas antara sumber dan saluran. Sebaliknya jika Vgs lebih rendah dari Vt maka saluran penghantar tidak terbentuk dan MOSFET berada pada cutoff.

Tiriskan kontrol arus:besar kecilnya arus drain Id terutama dikendalikan oleh tegangan gerbang Vgs. Semakin tinggi Vgs maka semakin lebar saluran penghantar yang terbentuk, dan semakin besar arus drain Id. Hubungan ini memungkinkan MOSFET bertindak sebagai perangkat arus yang dikontrol tegangan.

Keunggulan Karakterisasi Piezo

Impedansi Masukan Tinggi:Impedansi masukan MOSFET sangat tinggi karena isolasi gerbang dan daerah sumber-saluran oleh lapisan isolasi, dan arus gerbang hampir nol, sehingga berguna dalam rangkaian yang memerlukan impedansi masukan tinggi.

Kebisingan Rendah:MOSFET menghasilkan kebisingan yang relatif rendah selama operasi, sebagian besar disebabkan oleh impedansi masukan yang tinggi dan mekanisme konduksi pembawa unipolar.

Kecepatan peralihan cepat:Karena MOSFET adalah perangkat yang dikontrol tegangan, kecepatan peralihannya biasanya lebih cepat daripada transistor bipolar, yang harus melalui proses penyimpanan dan pelepasan muatan selama peralihan.

Konsumsi Daya Rendah:Dalam keadaan hidup, resistansi sumber pengurasan (RDS(on)) dari MOSFET relatif rendah, yang membantu mengurangi konsumsi daya. Selain itu, dalam kondisi cutoff, konsumsi daya statis sangat rendah karena arus gerbang hampir nol.

Singkatnya, MOSFET disebut perangkat yang dikontrol tegangan karena prinsip operasinya sangat bergantung pada kontrol arus pembuangan oleh tegangan gerbang. Karakteristik yang dikontrol tegangan ini membuat MOSFET menjanjikan untuk berbagai aplikasi di sirkuit elektronik, terutama di mana diperlukan impedansi masukan yang tinggi, kebisingan yang rendah, kecepatan peralihan yang cepat, dan konsumsi daya yang rendah.