MOSFET: Forskelle mellem versioner
m bot: sync commonscat med egenskab P373 |
Glenn (diskussion | bidrag) m →Eksterne henvisninger: linkændr |
||
Linje 63: | Linje 63: | ||
{{Commonscat|MOSFET|MOS(FET)}} |
{{Commonscat|MOSFET|MOS(FET)}} |
||
* [ |
* [https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-2/insulated-gate-field-effect-transistors-mosfet/ Insulated-gate field-effect transistors (MOSFET)] |
||
* [http://www.play-hookey.com/semiconductors/depletion_mode_mosfet.html The Depletion Mode MOSFET] |
* [https://web.archive.org/web/20120423124209/http://www.play-hookey.com:80/semiconductors/depletion_mode_mosfet.html The Depletion Mode MOSFET] |
||
* [http://www.play-hookey.com/semiconductors/enhancement_mode_mosfet.html The Enhancement Mode MOSFET] (Effekt MOSFETs er også enhancement mode MOSFETs.) |
* [https://web.archive.org/web/20110717125949/http://www.play-hookey.com/semiconductors/enhancement_mode_mosfet.html The Enhancement Mode MOSFET] (Effekt MOSFETs er også enhancement mode MOSFETs.) |
||
* [ |
* [https://web.archive.org/web/20180128190738/https://electronicsclub.info/cmos.htm 4000 series CMOS Logic ICs] |
||
* [http://noel.feld.cvut.cz/hw/motorola/html/cmosovrv.html CMOS Overview] |
* [https://web.archive.org/web/20160304220509/http://noel.feld.cvut.cz/hw/motorola/html/cmosovrv.html CMOS Overview] |
||
* [http://www.piclist.com/techref/logic/family.htm PIClist: logic Family Choices] |
* [https://web.archive.org/web/20170705094007/http://www.piclist.com/techref/logic/family.htm PIClist: logic Family Choices] |
||
* [https://www.youtube.com/watch?v=QO5FgM7MLGg Introduktionsvideo omkring MOSFET (på engelsk)] |
* [https://www.youtube.com/watch?v=QO5FgM7MLGg Introduktionsvideo omkring MOSFET (på engelsk)] |
||
Versionen fra 28. jan. 2018, 21:09
MOSFET er et akronym for Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, som på dansk kaldes metal-oxid-halvleder-felteffekttransistor.
En MOSFET er en af flere transistortyper, som er elektriske komponenter lavet af halvlederfaststof og formet som en chip og pakket ind i et hus med typisk tre eller fire ben (også kaldet terminaler). Deres formål i næsten al elektronik er at forstærke elektriske signaler (analog styring) eller fungere som en elektrisk kontakt (digital styring).
De fleste MOSFET i dag (2005) har feltaktive kanaler, der faktisk består af lagene halvleder-oxid-halvleder-FET, som burde have det engelske akronym SOSFET.[1] MOSFET er i dag den mest almindelige og udbredte transistortype.
MOSFET anvendes i dag (2005) stort set i alle digitale kredsløb; digitalure, frekvenstællere, computere, hukommelseskredse (RAM, ROM) og CPUer – i form af integrerede kredsløb. Grunden til MOSFETs store udbredelse i dag er, at digitale kredsløb baseret på MOSFETs kun bruger energi i selve skifteøjeblikket. Det betyder digitale kredsløb baseret på MOSFETs bruger energi proportionalt med taktgiverens frekvens. F.eks. kan et digitalur med LCD-udlæsning, virke i mindst et år på et lille batteri.
Faststofopbygning
MOSFETten består af en kanal n-type eller p-type halvledermateriale og bliver henholdsvis kaldet en NMOSFET eller en PMOSFET. Almindeligvis anvendes halvlederen silicium, men nogle chip-fabrikanter, især IBM, er begyndt at anvende legeringen af silicium og germanium (SiGe) i MOSFET kanalerne. Der findes halvledere med bedre elektriske egenskaber end silicium, som f.eks. galliumarsenid, men disse kan ikke danne den gode gate-oxid (SiO2) og kan derfor ikke umiddelbart anvendes til MOSFET-fremstilling.
Gate-laget består af polysilicium (polykrystallinsk silicium); det forklares længere fremme hvorfor polysilicium anvendes) placeres over oxidet som igen er placeret på kanalen. Når en spændingsforskel lægges mellem gate-laget og source, vil der være et elektrisk felt og danne den såkaldte "inversionskanal" mellem source og drain. Inversionskanalen er af den samme type for både —p-type eller n-type— MOSFETene. Inversionskanalen udgør en leder hvor strøm kan passere. Ved at variere spændingsforskellen mellem gate og source, kan man ændre kanalens ledningsevne – og det er netop dét som gør det muligt at styre source-drain-strømmen.
MOSFET operation
En MOSFETs anvendelse kan deles i 3 arbejdsområder (NMOSFET) [2]:
- 1. Cut-off. hvor er MOSFETtens tærskelspænding (en. threshold voltage).
- Der er ingen elektrisk ledning mellem drain og source (undtagen en svag utilsigtet lækstrøm).
- 2. Det lineare arbejdsområde eller triodearbejdsområdet (gammel betegnelse). Source-drain virker hovedsageligt som en ohmsk modstand: Når og . Det egentlige tilnærmelsesvise lineare arbejdsområde er når og , hvor "<<" står for meget mindre end. Det er lige omkring origo. Her er graferne tæt på at være linjer (lineære).
- MOSFETten tillader nogen ledning mellem drain og source. Strømmen fra drain til source er; modelligning:
- 3. Mætning (en. saturation): Når og
- MOSFETten virker hovedsageligt som en styret strømgenerator mellem drain og source. Skillekurven mellem mætning og det lineare arbejdsområde kaldes pinch-off. drain-source strømmen er hovedsageligt uafhængigt af drain-source spændingen og drain-source strømmen bliver hovedsageligt styret af gate-source spændingen – modelligning:
MOSFET eksempler
Af eksempler på MOSFETs er der:
Primær analog anvendelse
- 40673, 3N204, BF960, BF981, MPF122 kendte men gamle dobbelt-gate MOSFET med kanalen liggende parallelt med chipoverfladen.
- BF996S, BF998, 3SK183, CF300 dobbelt-gate MOSFET.
- CFY30 enkelt-gate MOSFET.
- IC-kredse: TS271, TLC271 (enkelt operationsforstærker hvor forsyningshvilestrømmen kan vælges blandt 3 mulige).
Primær digital anvendelse
- CMOS 4000-serien (Philips...) eller 14000-serien (Motorola), primært til digital brug, fra 1970. Bruges stadig – især hvor strømforbruget skal være lavt:
- 4007, 4066, 4040...74C...
- HC-serien high-speed CMOS (egentlig CSOS!) fra 1982 – Bruges stadig – især hvor strømforbruget skal være lavt og hastigheden høj:
- 74HC4066, 74HC4040, 74HC...
- Der er kommet mange CMOS familier mere til...74AC, AHC, LV, LVC, ALVC...det er dem der anvendes i PowerPC og Pentium processorchips. Der er også hybrider mellem CMOS og TTL: BCT, LVT, ABT...
Hybrid anvendelse (analog og digital)
- IC-kredse: TLC3704CN (4 komparatorer med push-pull udgang), LP339N (CMOS udgave af LM339 komparatorkredsen med pull-down udgang), ICM7555=, TLC555, ZSCT1555, LMC555CD, MC1455 (CMOS udgaven af: 555=, SE555, NE555, LM555 taktgiverkredsen).
Se også
Kilder/referencer
- ^ Webarchive backup: Kilde side 5(144)(pdf)
- ^ Webarchive backup uden billeder: (MOSFET) Device Characterization
Eksterne henvisninger
- Insulated-gate field-effect transistors (MOSFET)
- The Depletion Mode MOSFET
- The Enhancement Mode MOSFET (Effekt MOSFETs er også enhancement mode MOSFETs.)
- 4000 series CMOS Logic ICs
- CMOS Overview
- PIClist: logic Family Choices
- Introduktionsvideo omkring MOSFET (på engelsk)