Полевой транзистор МОП — схема, принцип работы, характеристики

Развитие технологии дало скачок в появлении новых устройств для усиления сигнала в технике или для выполнения функций переключения. К одним из таких оборудований относится МОП транзистор. А в чем его особенность будет рассказано в данной статье.

Содержание

Что такое полевой МОП транзистор

MOS или же МДП-транзистор – это все названия транзистора. Он представляет устройство трехэлектродного прибора со слоем отделяющего диэлектрика.

При этом ширина канала, который проводит ток, зависит от напряжения электрического поля. Оно дает эффект на затвор, тем самым изменяя ширину канала. Ведь непросто такие транзисторы получили название – полевые, значит проводящие ток в одну сторону.

Если заглянуть в английский источник, то можно увидеть, что MOSFET переводится, как Металл Оксид. На русском языке транзистор будет звучать более развернуто – полевой полупроводник Металл Оксид.

Как было отмечено выше, транзистор закрытого типа выступает в роли переключателя электронной техники или же работает, как усилитель сигналов на любом виде техники.

Строение устройства очень интересно, напоминает «бутерброд», где хлеб является полупроводником Р-типа. Мясная начинка будет диэлектриком. А металлом будет служить – сыр. Оттуда и еще одно название МДП. И переводится, как Металл-Диэлектрик-Полупроводник. Более подробно о строении полевого транзистора будет рассказано ниже.

Схема устройства

Транзисторы состоят из следующей схемы. Это прежде всего гнездо носителей заряда или по-другому исток. Он является своеобразным эмиттером транзистора биполярного типа.

Далее идет гнездо для приема носителей заряда или сток. Он аналогичен коллекторному типу биполярного оборудования.

Еще одна важная деталь транзистора называется затвором. Он управляет электродами и чем-то напоминает базу биполярного устройства.

Нельзя не отметить затвор, которых в устройстве может быть несколько. Без них никак не удастся построить цепочку микросхем или закрепить ячейки программируемой памяти.

При этом полупроводниковые приборы могут работать в следующем состоянии:

с генерирующим колебанием;
с отрицательным потенциалом;
в закрытом виде (устройство будет выделять максимальное напряжение прямого типа).

Принцип работы

Транзистор с n-проводимостью объяснит, как он работает. Такое устройство состоит из кремниевой подложки, в которой присутствуют минусовые атомы и свободные электроны.

Это все возможно, благодаря специальным примесям. Также из диэлектрика. Он отделяет кремниевую составляющую от затвора. Сам же диэлектрик представляет собой оксид кремния.

Далее хранитель заряда устройства соединяется с полупроводниковой подложкой. При этом пространство между стоком и истоком выделяет диод.

Но он содержит отрицательное действие на всю систему оборудования, поэтому его действие нужно уровнять в положительную сторону. Для этого используют истоки n-канального транзистора.

Режимы работы

Полевой транзистор действует следующим образом:

Выделяет напряжение положительного типа между затвором и истоком.
Выделяет электрическое поле между выводом затвора и подложкой.
Притягивает незанятые электроны к диэлектрику.
Освобождает место для канала n-типа.
Образовывает своеобразный «мост» между стоком и истоком.
Выделяет напряжение, которое не дает прибору остановить работу.

Другие же типы такого устройства имеют совершенно иную систему работы. К примеру, транзистор, необходимый для схемотехники действует по-другому, работая по совершенно непохожей системе.

Характеристики

Независимо от вида транзистора. Его характеристика состоит из таких некоторых деталей, которые рассмотрим ниже:

Это напряжение, обозначающее VGS. Оно может быть до -+20 Вольт. Если же оно будет больше транзистор придет в негодность.
Далее сила тока (ID). Она поступает через сток и исток. В зависимости от вида, МОП может выдержать 49 Ампер. Но в основном приборы работают при силе тока 25 Ампер, достигая температуры 100 С.
Сопротивление (RDS). В транзисторе оно находится в открытом канале сток-исток. Когда устройство полностью заряжено, сопротивление не достигает 17,5 мОм.
Мощность (PD). Устройство превращает максимальную мощность в тепло. Но, если внешние и внутренние условия позволяют. Не очень низкая температура внешне и наличие радиатора в самом транзисторе.

Преимущества и недостатки

МОП транзисторы достаточно популярное устройство на сегодня. И для этого есть свои причины:

незамедлительное переключение;
отсутствие понижения напряжения;
независимость от низкого напряжения и температуры;
практически бесшумная работа;
усиление сигнала;
низкое использование электроэнергии;
независимость от модели электротехники.

Но, как и любое другое устройство для подачи сигнала, транзистор имеет и отрицательные стороны, которые важно учитывать при работе с ним. Это прежде всего зависимость от электричества.

Нельзя ставить МОП на электризованные приборы или же дотрагиваться до него наэлектризованными руками.

Также транзисторы зависят от напряжения и температуры. При первом варианте перестает ловить сигнал, если преобладают скачки напряжения. Во втором случае нельзя нагревать прибор до +200 С, от этого он сразу придет в негодность.

Как проверить полевой МОП транзистор

Самым верным способом проверить транзистор будет использование мультиметра.

Для этого находим в МОПе источник основных носителей заряда и вывод. И берем провода со щупами мультиметра, подсоединяя красный к истоку, а черный к стоку. В этом случае напряжение в приборе должно упасть. И быть, к примеру от 0,5 до 0,7 Вольт.

Следующим шагом меняем провода местами. Если транзистор в рабочем состоянии на приборе высветится цифра 1.

Далее проверяем сопротивление. Для этого подсоединяем красный щуп к стоку, а черный на исток. Если сопротивление максимально, то все прибором также хорошо.

Напряжение же проверяем при помощи черного щупа, направив его на исток, а красный на затвор. В этом случае напряжение должно упасть.

Если этого не произошло, то это говорит о дефектах в работе транзистора.

Правила безопасности при использовании полевых транзисторов

Транзисторы данного вида очень чувствительны к изменению электричества на затворе.

Для того чтобы не причинить вред здоровью, каждому пользователю МОПа советуют соблюдать следующие правила при работе с устройством:

исключить повреждение цепи устройства;
использовать браслет заземления;
заземлять паяльную и измерительную аппаратуру.

По вышеописанной статье весьма понятно, что транзисторы МОП типа – это незаменимое устройство для подачи сигнала на электрооборудование, а так же как способ переключения.

Работать с устройством достаточно просто, всего лишь нужно соблюдать правила безопасности и советы, которые дадут гарантию, что транзистор будет вести работу бесперебойно.