MOSFET tranzisztorok felépítése, működése

A MOS típusú térvezérlésű tranzisztorok elnevezése felépítésükkel függ össze. A MOS Metal-Oxid-Semiconductor jelentése, fém-oxid-félvezető. MOSFET
A MOSFET tranzisztorok lehetnek felépítésüktől függően növekményes (önzáró) és kiürítéses (önvezető) típusúak. Mindegyik változat előállítható N- és P csatornás kivitelben.

N-csatornás, növekményes MOSFET elvi felépítése

MOSFET tranzisztorok

A tranzisztor aktív része egy P-típusú, gyengén szennyezett Sí alapkristályból áll, amelyet szubsztrátnak neveznek. Az alapkristályban két erősen szennyezett P-típusú vezető szigetet alakítanak ki, amelyek csatlakozással ellátva a tranzisztor S source- és D drain-elektródáját alkotják. A kristály külső felületén termikus oxidációval nagyon jó szigetelő tulajdonsággal rendelkező szilícium-dioxid fedőréteget növesztenek, amelyen az S és D csatlakozások számára ablakot hagynak. A szigetelőrétegre vékony fémréteget visznek fel, pl. párologtatással; ez lesz a gate-vezérlőelektróda, amely ily módon elszigetelődik a kristálytól. A szubsztrát kivezetését általában a tokon belül összekötik az S source-elektródával, vagy külön kivezetésként a tokon kívülre vezetik.
N-csatornás, növekményes MOSFET rajzjele Ha a gate-elektróda szabadon van, bármilyen polaritású feszültséget kapcsolunk a drain és a source közé a tranzisztor zárva marad, azaz nem fog áram folyni a két kivezetés között. A gate-elektródára pozitív feszültséget kapcsolva a source-hoz képest a szubsztrátban elektromos tér keletkezik A külső elektromos tér hatására a szubsztrátban található kisebbségi töltéshordozó elektronok közvetlenül a szigetelőréteghez vándorolnak és az S és D elektróda között egy N-típusú vezetőcsatornát alkotnak. Az draináram ilyen feltételek mellett megindul. A csatorna vezetőképessége az gate-source feszültséggel szabályozható. Minél nagyobb értéke, a csatorna vezetőképessége annál nagyobb és következésképpen annál nagyobb értéke A vezetőcsatorna képződése N-csatornás növekményes MOSFET esetén is.
Mivel a vezérlést elektromos tér hozza létre, hasonlóan a JFET-hez vezérlőteljesítmény gyakorlatilag nem szükséges. Az draináram az gate-source feszültséggel teljesítmény felvétele nélkül vezérelhető.
Az ismertetett MOSFET típusnak az a jellegzetessége, hogy feszültségnél le van zárva, emiatt önzáró tranzisztornak is nevezik. A növekményes elnevezés arra a tulajdonságára utal, hogy a csatorna elektrondúsulás (P csatornás változat esetén lyukak) révén keletkezik pozitív gate-feszültség jelenlétében.

MOSFET-ek

Fém-oxid-félvezető típusú térvezérlésű tranzisztor.

A MOSFET-ek azon fajtája, amelyik nulla gate feszültség esetén le van zárva.