MOSFET 的工作原理：基本了解、类型和应用

MOSFET代表金属氧化物半导体场效应晶体管。与任何传统晶体管一样，它是一种在现代电力电子中具有许多应用的晶体管。此外，它的功能取决于电流如何流过它。需要注意的是，MOSFET 在不同电路中的使用存在许多差异。本文讨论了 MOSFET 的工作原理、MOSFET 的基本类型、相对于 BJT 的优势及其应用。此外，您还将学习如何在您的电路中进行 MOSFET 工作。

让我们开始吧！

什么是 MOSFET？

MOSFET 是一种紧凑型晶体管。晶体管是一种半导体器件，用于通过调节流过它们的电压来控制电流的流动。

它与 BJT 的不同之处在于它允许电流通过的方式。在 MOSFET 中，施加到栅极区域的电压决定了从漏极流向源极的电流量。并且，此特性使 MOSFET 获得了名称——金属氧化物半导体场效应晶体管。有趣的是，这些晶体管可以放大信号或只让一种特定类型的电荷载流子通过。

(MOSFET结构)

来源：维基共享资源

简而言之，它是一种三端器件，可确定闭合电路中的电流。其主要结构端子为；源极 (S)、栅极 (G) 和漏极 (D)。它的作用取决于施加的栅极电压。但是，如果考虑它的主体，那么 MOSFET 就是一个四端器件。

（电子计算机硬件背景的MOSFET）

MOSFET的基本类型

存在三种基本类型的 MOSFET。

第一种类型是“N 沟道增强型 MOSFET”，或者通常是导通的（n 沟道 MOSFET）。即使在其端子上施加零输入电压，它也允许电流流过漏极和源极之间的通道。此外，这意味着它不需要栅极信号进行操作，因此有助于简单的数字电路。在这里，引脚在物理上是分开的。

(N沟道增强型MOSFET)

第二种类型的 MOSFET 是“N 沟道耗尽型”或通常关闭（n 沟道）。这种类型需要负电压才能打开并允许电流流动。此外，它还有一个优点，因为这种类型的晶体管在关闭时充当电阻器。因此，在需要控制输入电压的特定应用中非常有用。引脚是物理连接的。

(N沟道耗尽型MOSFET)

第三，“P 沟道耗尽型 MOSFET 晶体管”通常处于关闭状态（p 沟道 MOSFET）。这种类型会阻止任何电流流过它，除非正电荷流过其端子。这意味着这种类型的晶体管充当绝缘体。因此，它不适用于需要时刻通电的特定应用。

(P沟道耗尽型MOSFET)

最后，“P 沟道增强型 MOSFET”或常开（p 沟道）MOSFET。这种类型的电流传导需要零栅源电压。此外，它比 n 沟道对应物具有优势，因为它在关闭状态时不会消耗能量。此功能允许它在切换应用程序中使用。

(P沟道增强型MOSFET)

MOSFET 的工作原理是什么？

我们应该谈论的第一件事是MOSFET是如何工作的？答案可能会让你大吃一惊！

（MOSFET示意图）

来源：维基共享资源

MOSFET 的工作方式是让电流流过其端子或不让电流流过其端子，这取决于所施加的电压。它在由施加在与金属氧化物层相邻的半导体表面上的电压产生的电场效应上运行。因此，这允许 MOSFET 作为 p 型或 n 型工作。

栅电极控制器件内源区和漏区的沟道之间的沟道导电性。这种工作原理使晶体管充当理想的开关。从而使我们能够控制电流如何通过我们的电路。

这是您可以使用 MOSFET 的方法。通过控制流过栅区的电压，可以确定漏源沟道中的漏电流。

（MOSFET Symbol inline 设计）

注意； 重要的是要注意 MOSFET 晶体管和 BJT 晶体管略有不同。在 BJT 中，电流从集电极流向发射极，而在 MOSFET 中，这种流动发生在源极和漏极之间。发生的情况是，当施加到其栅极端子的电压超过特定阈值电压时，电流开始流过它。

MOSFET 相对于 BJT 的优势

MOSFET相对于BJT的优势如下：

首先，MOSFET 可用于制作更紧凑的电路。
其次，与 BJT 晶体管相比，MOSFET 所需的功率和能量更少，因此整体效率更高。由于没有基极电流，因此器件在关闭状态下消耗的能量非常少。
第三，MOSFET 的制造成本低于 BJT 晶体管。因此，它们是在家中或爱好者设计电路时的首选。
其次，MOSFET 可以在高温环境下工作，因为它的栅极端子不需要像 PNP 晶体管那样绝缘。它适用于温度非常高的应用。
最后，MOSFET 可用于电压放大，因为它们有两个导电端子。此功能允许在电路处于导通状态时有更大量的电流流过电路。相比之下，BJT 只需一个端子即可将电流从漏极传递到源极端，反之亦然。