Edellinenseuraava   Transistori

Transistorityypit - MOSFET

MOSFETin toiminta

MOSFET poikkeaa rakenteeltaan aiemmin kuvatusta JFETistä siten, että hilan ja kanavan välillä on sähköinen eristekerros. Eristeenä toimii ohut oksidikerros. Esimerkkinä MOSFETin periaatteellisesta rakenteesta seuraava kuva, jossa on esitelty n-kanava avaus-MOSFET.


n-kanava avaus-MOSFETin periaatteellinen rakenne ja piirrossymboli.

Kanavatransistorin nimi kertoo jo hieman toiminnasta: virta kulkee kanavassa. Kanava voi olla MOSFETin tyypistä riippuen joko auki (sulkutyyppi) tai kiinni ( avaustyyppi) kun ulkopuolista ohjausjännitettä ei ole kytketty. Ohjausjännitteen avulla voidaan säätää kanavan leveyttä ja täten virran suuruutta. Aiemmin esitetyssä JFETissä kanava on aina sulkutyyppiä, jolloin virta pääsee kulkemaan kanavassa, jos ohjausjännitettä ei ole.

n-kanava avaustyypin MOSFETin kanava on sulkeutunut, jos hilalle ei tuoda positiivista jännitettä. Kanavan suuri resistanssi muodostuu tällöin pn-liitoksesta, joka on estosuunnassa (vastaa avointa kytkintä).

Jos hilalle tuodaan jännite ja nielu ja lähde maadoitetaan, havaitaan positiivisten aukkojen siirtyvän hilan alapuolelta jättäen jäljelle tyhjennysalueen, johon elektroneja pääsee siirtymään nielulta ja lähteeltä: syntyy n-kanava. Kanava muodostuu hilajännitteen UGS ylittäessä kyseiselle transistorille ominaisen jännitteen.

Kuvassa on esitetty erisuuruisten jännitteiden vaikutus kanavan leveyteen. Vasemman puoleisessa kuvassa lähteen ja nielun välinen kanava (sininen alue) on juuri avautumassa. Oikean puoleisessa kuvassa kanava on leveämpi ja virtaa kulkee enemmän.


MOSFETin kanavan leveyteen voidaan vaikuttaa hila (G) - lähde (S) -jännitteellä, kuvassa UGS1 on pienempi jännite kuin UGS2 ja siten myös virta I1 on pienenpi kuin I2 . Kanavan leveys vaikuttaa suoraan kanavan resistanssiin (välillä D-S), joten resistanssia ja siten virran suuruutta voidaan säädellä hila-lähde-jännitteellä

Virran kulku FETeissä perustuu kanavaan, jonka leveyttä voidaan säätää hilajännitteellä. Kanavan leveyteen ei vaikuta pelkästään g-s-jännite, vaan myös d-s-jännite. Jos d-s-jännite on 0 V, on kanava tasaisen levyinen nielulta lähteelle ja kanavan leveyteen voidaan vaikuttaa hilajännitteellä. Käytännössä d-s-välillä on yleensä aina jännitettä ja tämä vaikuttaa kanavan muotoon sekä transistorin virtaan.

Edellinenseuraava  
© Mikko Kuisma,  Satu Leinonen