Mosfet là gì? Các loại mosfet & ứng dụng thực tiễn của chúng

Mosfet là một trong những thành phần quan trọng và không thể thiếu trong bo mạch điện tử nói chung và bo mạch laptop nói riêng. Để có thể sữa chữa được các lỗi liên quan đến linh kiện này, chúng ta cấn nắm được cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của mosfet một cách chính xác nhất. Hãy tìm hiểu kỹ hơn về mosfet trong bài viết chi tiết dưới đây của maychasandon.com nhé!

Mosfet là gì?

Mosfet hay Transistor Mosfet là viết tắt của cụm từ “Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor” trong tiếng Anh, nghĩa là Transistor hiệu ứng trường (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Tức đây là một Transistor vô cùng đặc biệt khi sở hữu cấu tạo và hoạt động khác với những Transistor thông thường. Đây là một thiết bị bán dẫn được sử dụng rộng rãi giống như một công tắc điện tử và khuếch đại những tín hiệu điện tử tương đối yếu.

Mosfet là linh kiện gồm có 3: Chân nguồn (ký hiệu là S), chân cổng (ký hiệu là G), và chân máng ( ký hiệu là D). Phần thân của Mosfet thường được kết nối với phần chân nguồn, điều này làm cho nó biến thành một linh kiện 3 chân giống như bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Mosfet là một trong những bóng bán dẫn phổ biến nhất và có thể được sử dụng trong cả mạch tương tự và kỹ thuật số.

>>> Bài viết tham khảo: Encoder là gì? tìm hiểu về ứng dụng của các loại encoder

Mosfet có ký hiệu là gì?

Trong hình ảnh dưới đây là một số ký hiệu của Mosfet phổ biến mà bạn có thể gặp phải thường xuyên.

Cấu tạo của mosfet

Mosfet có cấu trúc bán dẫn nên có khả năng điều khiển bằng điện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ.

• G (Gate): Đây là vị trí cực cổng. G là cực điều khiển được cách lý toàn bộ với những cấu trúc bán dẫn còn lại bởi lớp điện môi cự kỳ mỏng nhưng lại có độ cách điện cực lớn dioxit-silic.
• S (Source): Là phần cực nguồn.
• D (Drain): Là phần cực máng làm nhiệm vụ đón các hạt mang điện.

Mosfet có điện trở nằm ở giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D là vô cùng lớn, còn nếu điện trở ở giữa cực D và cực S thì sẽ phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS)

Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS sẽ trở nên 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 sẽ càng nhỏ.

Nguyên lý hoạt động của mosfet

Mosfet vận hành ở 2 chế độ đóng và mở. Vì nó là một phần tử với các hạt mang điện cơ bản nên Mosfet có thể đóng cắt với tần số rất cao. Nhưng để đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại vô cùng quan trọng .

Mạch điện tương đương của Mosfet, nhìn vào đó ta có thể thấy cơ chế đóng cắt phụ thuộc vào các tụ điện ký sinh trên nó.

• Đối với kênh P : Điện áp để điều khiển mở Mosfet là Ugs0. Dòng điện sẽ đi từ S đến D.
• Đối với kênh N : Điện áp để điều khiển mở Mosfet là Ugs >0. Điện áp điều khiển đóng là Ugs<=0. Dòng điện sẽ đi từ D xuống S.

Do đảm bảo thời gian đóng cắt là ngắn nhất nên mosfet kênh N điện áp khóa là Ugs = 0 V còn kênh P thì Ugs=~0.

Các loại mosfet thông dụng

Transistor ngược (NPN)

Được kích hoạt khi có điện áp dương tác động vào cực B. Khi đó dòng điện sẽ đi từ cực C đến cực E. Với loại này thì điện áp đến cực B sẽ tỉ lệ thuận với dòng điện ra (áp B tăng thì dòng C-E tăng). Nó cũng được ví như van thường đóng , khi chưa có áp ở cực B thì nó đóng hoàn toàn! Khi có áp đi qua nó sẽ mở và dòng C-E tăng dần tỉ lệ theo áp cực B đến mức bão hòa thì không tăng nữa!

Transistor thuận (PNP)

Transistor thuận trái ngược hẳn với NPN, khi áp đến cực B tăng thì dòng E-C sẽ phải giảm. Lưu ý là từ E đến C. Và khi áp đến cực B giảm thì dòng E-C sẽ tăng trở lại. Khi áp ở cực B bằng 0 thì van sẽ mở hoàn toàn!

Tóm lại, NPN sẽ mở khi có áp ở cực B và áp cực B tỉ lệ thuận với dòng C-E.

Còn PNP mở hoàn toàn khi áp ở cực B bằng 0 và dòng E-C tỉ lệ nghịch với áp ở cực B.

Bảng tra cứu các loại mosfet thông dụng

Hướng dẫn cách tra cứu:

• Loại kênh dẫn: P-Channel để chỉ Mosfet thuận, N-Channel là để chỉ Mosfet ngược.
• Đặc điểm kỹ thuật: Ví dụ như: 3A, 25W: Là chỉ dòng D-S cực đại và công suất cực đại.

STT	Ký hiệu thường dùng	Loại kênh dẫn	Đặc điểm kỹ thuật
1	2SJ306	P-Channel	3A , 25W
2	2SJ307	P-Channel	6A, 30W
3	2SJ308	P-Channel	9A, 40W
4	2SK1038	N-Channel	5A, 50W
5	2SK1117	N-Channel	6A, 100W
6	2SK1118	N-Channel	6A, 45W
7	2SK1507	N-Channel	9A, 50W
8	2SK1531	N-Channel	15A, 150W
9	2SK1794	N-Channel	6A,100W
10	2SK2038	N-Channel	5A,125W
11	2SK2039	N-Channel	5A,150W
12	2SK2134	N-Channel	13A,70W
13	2SK2136	N-Channel	20A,75W
14	2SK2141	N-Channel	6A,35W
15	2SK2161	N-Channel	9A,25W
16	2SK2333	N-FET	6A,50W
17	2SK400	N-Channel	8A,100W
18	2SK525	N-Channel	10A,40W
19	2SK526	N-Channel	10A,40W
20	2SK527	N-Channel	10A,40W

Bảng tra cứu mosfet thông dụng

Ứng dụng của mosfet trong thực tế

Cùng với sự phát triền như vũ bảo của công nghệ bán dẫn, các linh kiện điện tử như Mosfet ngày càng được sử dụng nhiều trong các board mạch điện tử hoặc trong các bộ chip xử lý,.. Không chỉ vậy, chúng còn được dùng nhiều trong các lĩnh vực như:

• Bộ khuếch đại mosfet được sử dụng tương đối nhiều trong các ứng dụng vô tuyến với tần số rất cao.
• Tốc độ chuyển mạch khá cao của MOSFET làm nó trở thành một lựa chọn lý tưởng trong công việc thiết kế mạch chopper.
• Cảm biến MOS, hay còn được gọi là cảm biến Mosfet thường được sử dụng rộng rãi để đo các thông số hóa học, sinh học, vật lý cũng như môi trường. Ví dụ: Bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion (ISFE) được sử dụng rất nhiều trong các ứng dụng y sinh.
• Sò công suất mosfet thường được sử dụng trong lĩnh vực điện tử ô tô, IGBT. Đặc biệt là các thiết bị chuyển mạch trong những bộ điều khiển điện tử, làm bộ chuyển đổi năng lượng trong các thiết bị xe điện hay ứng dụng trong các thiết bị chuyển đổi tín hiệu…
• Mpsfet cũng được sử dụng rộng rãi trong điện tử tiêu dùng. Một trong những sản phẩm điện tử tiêu dùng có ứng dụngcác mạch Mosfet LSI là máy tính bỏ túi điện tử.
• Sự hiện diện của Mosfte cho phép sử dụng các bóng bán dẫn mosfet để làm thành phần lưu trữ tế bào bộ nhớ, một chức năng trước đây chỉ được phục vụ bởi các lõi từ tính trong bộ nhớ của máy tính.

>>> Bài viết tham khảo: Analog là gì? sự khác nhau giữa digital và analog là gì?

Trên đây, chúng tôi đã gửi đến bạn một linh kiện điện tử bán dẫn vô cùng quan trọng, hy vọng nhờ đó bạn đã hiểu sò mosfet là gì để có thể biết mức điện áp kíc mosfet cũng như ứng dụng của chúng trong cuộc sống hiện đại. Nếu bạn còn thắc mắc về thiết bị này, hãy liên hệ với chúng tôi để được giải đáp kịp thời nhất.