MOSFET hoạt động như thế nào.

1. Giới thiệu về Mosfet

MOSFET, viết tắt của “Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor” trong tiếng Anh, có nghĩa là “transistor hiệu ứng trường Oxit Kim loại – Bán dẫn”, là một thuật ngữ chỉ các transistor hiệu ứng trường được sử dụng rất phổ biến trong các mạch số và các mạch tương tự.

                         

    Transistor hiệu ứng trường Mosfet

   2. Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet.

                        

   Ký hiệu và sơ đồ chân tương đương giữa Mosfet và Transistor

   * Cấu tạo của Mosfet.

                               

                               Cấu tạo của Mosfet ngược Kênh N

• G : Gate gọi là cực cổng
• S : Source  gọi là cực nguồn
• D : Drain gọi  là cực máng
• Mosfet kện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt trên nền bán dẫn N, giữa hai lớp P-N được cách điện bởi lớp SiO2  hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và cực S, nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên sau đó được dấu ra thành cực G.
• Mosfet có điện trở  giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D  là vô cùng lớn , còn điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào  điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S ( UGS )
• Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS rất lớn, khi điện áp UGS > 0  => do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ.

   3. Nguyên tắc hoạt động của Mosfet

   Mạch điện thí nghiệm.

                               

                                          Mạch thí nghiệm sự hoạt động của Mosfet

• Thí nghiệm : Cấp nguồn một chiều UD qua một bóng đèn D vào hai cực D và S của Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ngược) ta thấy bóng đèn không sáng nghĩa là không có dòng điện đi qua cực DS khi chân G không được cấp điện.
• Khi công tắc K1 đóng, nguồn UG cấp vào hai cực GS làm điện áp UGS > 0V => đèn Q1 dẫn => bóng đèn D sáng.
• Khi công tắc K1 ngắt, điện áp tích trên tụ C1 (tụ gốm) vẫn duy trì cho đèn Q dẫn => chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS.
• Khi công tắc K2 đóng, điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0 =>  UGS= 0V  => đèn tắt
• => Từ thực nghiệm trên ta thấy rằng : điện áp đặt vào chân G không tạo ra dòng GS như trong Transistor thông thường mà điện áp này chỉ tạo ra từ trường => làm cho điện trở RDS giảm xuống .

    4. Đo kiểm tra Mosfet

• Một Mosfet còn tốt  : Là khi đo trở kháng giữa G với S và giữa G với D có điện trở bằng vô cùng ( kim không lên cả hai chiều đo)  và khi G đã được thoát điện thì trở kháng giữa D và S phải là vô cùng.

    Các bước kiểm tra như sau :

                   

                         Đo kiểm tra Mosfet ngược thấy còn tốt.

• Bước 1 : Chuẩn bị để thang x1KW
• Bước 2 : Nạp cho G một điện tích ( để que đen vào G que đỏ vào S hoặc D )
• Bước 3 :  Sau khi nạp cho G một điện tích  ta đo giữa D và S ( que đen vào D que đỏ vào S  ) => kim sẽ lên.
• Bước 4 : Chập G vào D hoặc G vào S để thoát điện chân G.
• Bước 5 : Sau khi đã thoát điện chân G đo lại DS như bước 3 kim không lên.
• => Kết quả như vậy là Mosfet tốt.

                            

                       Đo kiểm tra Mosfet ngược thấy bị chập

• Bước 1 : Để đồng hồ thang x 1KW
• Đo giữa G và S hoặc giữa G và D nếu kim lên = 0 W    là chập
• Đo giữa D và S mà cả hai chiều đo kim lên = 0 W  là chập  D S

   5. Ứng dung của Mosfet trong thực tế

      Mosfet trong nguồn xung của Monitor

 

  Mosfet được sử dụng làm đèn công xuất nguồn Monitor

Trong bộ nguồn xung của Monitor hoặc máy vi tính, người ta thường dùng cặp linh kiện là IC tạo dao động và đèn Mosfet, dao động tạo ra từ IC có dạng xung vuông được đưa đến chân G của Mosfet, tại thời điểm xung có điện áp > 0V => đèn Mosfet dẫn, khi xung dao động = 0V Mosfet ngắt => như vậy dao động tạo ra sẽ điều khiển cho Mosfet liên tục đóng ngắt tạo thành dòng điện biến thiên liên tục chạy qua cuộn sơ cấp => sinh ra từ trường biến thiên cảm ứng lên các cuộn thứ cấp => cho ta điện áp ra.

   * Đo kiểm tra Mosfet trong mạch .
 Khi kiểm tra Mosfet trong mạch , ta chỉ cần để thang x1W   và đo giữa D và S => Nếu 1 chiều kim lên đảo chiều đo kim không lên => là Mosfet bình thường, Nếu cả hai chiều kim lên = 0 Ω  là Mosfet bị chập DS.