Entenda o princípio de funcionamento do MOSFET e aplique componentes eletrônicos com mais eficiência

Compreender os princípios operacionais dos MOSFETs (transistores de efeito de campo de semicondutores de óxido metálico) é crucial para a utilização eficaz desses componentes eletrônicos de alta eficiência. Os MOSFETs são elementos indispensáveis em dispositivos eletrônicos e compreendê-los é essencial para os fabricantes.

Na prática, existem fabricantes que podem não apreciar plenamente as funções específicas dos MOSFETs durante a sua aplicação. No entanto, ao compreender os princípios de funcionamento dos MOSFETs em dispositivos eletrónicos e as suas funções correspondentes, pode-se selecionar estrategicamente o MOSFET mais adequado, tendo em conta as suas características únicas e as características específicas do produto. Esse método melhora o desempenho do produto, aumentando sua competitividade no mercado.

Pacote WINSOK SOT-23-3 MOSFET

Princípios de funcionamento do MOSFET

Quando a tensão gate-source (VGS) do MOSFET é zero, mesmo com a aplicação de uma tensão dreno-fonte (VDS), há sempre uma junção PN em polarização reversa, resultando em nenhum canal condutor (e nenhuma corrente) entre o dreno e a fonte do MOSFET. Neste estado, a corrente de drenagem (ID) do MOSFET é zero. A aplicação de uma tensão positiva entre a porta e a fonte (VGS > 0) cria um campo elétrico na camada isolante de SiO2 entre a porta do MOSFET e o substrato de silício, direcionado da porta em direção ao substrato de silício tipo P. Dado que a camada de óxido é isolante, a tensão aplicada à porta, VGS, não pode gerar corrente no MOSFET. Em vez disso, forma um capacitor através da camada de óxido.

À medida que o VGS aumenta gradualmente, o capacitor carrega, criando um campo elétrico. Atraídos pela tensão positiva na porta, numerosos elétrons se acumulam no outro lado do capacitor, formando um canal condutor tipo N do dreno até a fonte no MOSFET. Quando VGS excede a tensão limite VT (normalmente em torno de 2V), o canal N do MOSFET conduz, iniciando o fluxo da corrente de dreno ID. A tensão porta-fonte na qual o canal começa a se formar é chamada de tensão limite VT. Ao controlar a magnitude do VGS e, conseqüentemente, do campo elétrico, o tamanho da corrente de dreno ID no MOSFET pode ser modulado.

Pacote WINSOK DFN5x6-8 MOSFET

Aplicações MOSFET

O MOSFET é conhecido por suas excelentes características de comutação, levando à sua ampla aplicação em circuitos que requerem chaves eletrônicas, como fontes de alimentação comutadas. Em aplicações de baixa tensão utilizando fonte de alimentação de 5 V, o uso de estruturas tradicionais resulta em uma queda de tensão no emissor base de um transistor de junção bipolar (cerca de 0,7 V), deixando apenas 4,3 V para a tensão final aplicada à porta do o MOSFET. Nesses cenários, optar por um MOSFET com tensão nominal de porta de 4,5V apresenta certos riscos. Este desafio também se manifesta em aplicações que envolvem fontes de alimentação de 3V ou outras fontes de alimentação de baixa tensão.