Como funciona um MOSFET:Noções básicas, tipos e aplicativos

MOSFET significa transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico. Como qualquer transistor convencional, é um tipo de transistor com muitas aplicações na eletrônica de potência moderna. Além disso, seu funcionamento é baseado em como a eletricidade flui através dele. É importante notar que existem muitas variações nos usos do MOSFET em diferentes circuitos. Este artigo fala sobre como funciona um MOSFET, tipos básicos de MOSFETS, vantagens sobre BJTs e suas aplicações. Além disso, você aprenderá como fazer o trabalho MOSFET em seus circuitos.

Vamos lá!

O que é MOSFET?

Um MOSFET é um transistor compacto. Transistores são dispositivos semicondutores usados ​​para controlar o fluxo de corrente elétrica, regulando a quantidade de tensão que flui através deles.

O que o torna diferente de um BJT é como ele permite que a corrente passe. No MOSFET, a tensão aplicada à região da porta determina quanta corrente flui do dreno para a fonte. E, esta propriedade dá o nome aos MOSFETs – Transistores de Efeito de Campo Semicondutores de Óxido Metálico. Curiosamente, esses transistores podem amplificar um sinal ou deixar passar apenas um tipo específico de portador de carga elétrica.

(ESTRUTURA MOSFET)

FONTE:Wiki Commons

Em poucas palavras, é um dispositivo de três terminais que determina o fluxo elétrico em um circuito fechado. Seus terminais de estrutura primária são; Fonte (S), porta (G) e Dreno (D). O que ele faz depende da tensão aplicada na porta. No entanto, se você considerar seu corpo, o MOSFET é um dispositivo de quatro terminais.

(MOSFET com fundo de hardware de computador eletrônico)

Tipos básicos de MOSFET

Existem três tipos básicos de MOSFETs.

O primeiro tipo é o “MOSFET de modo de aprimoramento de canal N” ou geralmente ligado (MOSFET de canal n). Ele permite o fluxo de corrente através do canal entre o dreno e a fonte, mesmo com tensão de entrada zero aplicada em seus terminais. Além disso, isso significa que ele não precisa de sinal de porta para operação e, portanto, é útil em circuitos digitais simples. Aqui, os pinos são separados fisicamente.

(Mosfet de modo de aprimoramento de canal N)

O segundo tipo de MOSFETs é o “modo de depleção de canal N” ou normalmente desligado (canal n). Este tipo requer uma tensão negativa para ligar e permitir o fluxo de correntes elétricas. Além disso, tem uma vantagem, pois esse tipo de transistor atua como um resistor quando está desligado. Portanto, muito útil em aplicações específicas que requerem controle de tensão de entrada. Os pinos estão fisicamente conectados.

(Mosfet do modo de esgotamento do canal N)

Em terceiro lugar, o “transistor MOSFET de modo de depleção do canal P” geralmente está desligado (MOSFET do canal p). Este tipo bloqueia qualquer corrente para fluir através dele, a menos que uma carga positiva flua através de seus terminais. Isso significa que esse tipo de transistor atua como um isolante. Portanto, não é adequado em aplicações específicas onde é necessário passar corrente o tempo todo.

(MOSFET do modo de esgotamento do canal P)

Por último, “modo de aprimoramento de canal P MOSFET” ou normalmente em (canal p) MOSFET. Este tipo requer tensão zero porta-fonte para condução de corrente. Além disso, tem uma vantagem sobre sua contraparte de canal n porque não dissipa energia quando em seu estado desligado. Este recurso permite seu uso em aplicações de comutação.

(MOSFET do modo de aprimoramento do canal P)

Como funciona um MOSFET?

A primeira coisa que devemos falar é como funciona um MOSFET? A resposta pode te surpreender!

(Diagrama esquemático do MOSFET)

FONTE:Wiki Commons

Um MOSFET funciona deixando a corrente fluir através de seus terminais ou não dependendo da tensão aplicada. Ele opera em um efeito de campo elétrico produzido pela tensão aplicada na superfície do semicondutor adjacente à camada de óxido metálico. Como resultado, isso permite que o MOSFET funcione como tipo p ou tipo n.

O eletrodo de porta controla a condutividade do canal entre o canal na fonte e a região de drenagem dentro do dispositivo. Este princípio de operação faz com que o transistor atue como uma chave ideal. Assim, permitindo-nos controlar como a eletricidade flui através do nosso circuito.

É como você pode usar um MOSFET. Ao controlar quanta tensão flui pela região da porta, você pode determinar a corrente de dreno no canal dreno-fonte.

(Design em linha do símbolo MOSFET)

NB; É importante notar que os transistores MOSFET e os transistores BJT diferem ligeiramente. Nos BJTs, a corrente flui do coletor para o emissor, enquanto nos MOSFETs, esse fluxo acontece entre a fonte e o dreno. O que acontece é que quando a tensão aplicada ao seu terminal de porta excede uma tensão limite específica, a corrente começa a fluir através dele.

Vantagens do MOSFET sobre o BJT

As vantagens do MOSFET sobre o BJT são as seguintes:

• Primeiro, o MOSFET é útil para fazer circuitos mais compactos.
• Segundo, os MOSFETs exigem menos potência e energia do que os transistores BJT, tornando-os mais eficientes em geral. Como não há corrente de base, o dispositivo dissipa muito pouca energia quando está desligado.
• Terceiro, os MOSFETs são mais baratos de fabricar do que os transistores BJT. Portanto, eles são a escolha preferida ao projetar circuitos em casa ou para fins amadores.
• Em seguida, o MOSFET pode funcionar em ambientes de alta temperatura, pois seu terminal de porta não precisa de isolamento como um transistor PNP. Isso o torna útil em aplicações onde as temperaturas se tornam muito altas.
• Finalmente, os MOSFETs são úteis para amplificação de tensão, pois possuem dois terminais condutores. Este recurso permite um fluxo de corrente mais significativo através do circuito quando em seu estado ligado. Por outro lado, os BJTs exigem apenas um terminal para passar uma corrente elétrica do dreno para o terminal da fonte ou vice-versa.

(Pinça de engenheiro de computação)

Aplicativos do MOSFET

• MOSFET como interruptor

O MOSFET é muito útil em aplicações de energia elétrica para controle de tensões. Ele pode fazer isso facilmente conduzindo o controle de fluxo de corrente através do terminal do portão. Consequentemente, isso faz com que seja ligado ou desligado (como um interruptor primário). Além disso, isso torna os dispositivos ideais dos MOSFETs úteis como uma interface entre fontes de energia e dispositivos que precisam ser alimentados.

(Mosfet como um interruptor)

Um exemplo de aplicação de um MOSFET de canal n. Quando o interruptor é pressionado, o LED acende.

FONTE; Wiki Commons

• Aplicativos de amplificação

Os MOSFETs também podem amplificar a corrente que passa por ele, permitindo que correntes elétricas maiores fluam através de seu eletrodo de drenagem quando em seu estado ligado. Torna o MOSFET adequado para aplicações que requerem amplificação de tensão (como amplificação de ondas sonoras).

• Aplicativos dinâmicos

Os MOSFETs são úteis em aplicações em que precisam mudar de estado rapidamente, tornando-os dispositivos valiosos em projetos de circuitos que exigem muita comutação.

• Como resistores controlados por tensão ou resistores variáveis

Quando o MOSFET atua como um interruptor de desligamento em aplicações, eles são dispositivos adequados para fazer resistores variáveis ​​ou controlados por tensão.

(Transistores)

Conclusão

Em conclusão, os MOSFETs são dispositivos transistorizados adequados e podem ser úteis em uma ampla gama de aplicações. Eles são fáceis de usar e entender.

Esperamos que você tenha aprendido como um MOSFET funciona, bem como seus usos em sua vida diária! Se você tiver mais alguma dúvida, por favor nos avise. Adoraríamos ajudar.