MOSFET 代表金屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)半(ban)導體(ti)場效應(ying)晶(jing)體(ti)管。與(yu)任何傳統(tong)晶(jing)體(ti)管壹樣(yang)，它是(shi)壹(yi)種(zhong)在現代電力(li)電(dian)子(zi)設(she)備中有(you)許(xu)多應用的(de)晶(jing)體(ti)管。此外(wai)，它的(de)功(gong)能基於電(dian)流如何(he)流(liu)過它(ta)。需要註(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，MOSFET 在不同電路(lu)中的(de)使(shi)用(yong)有(you)很(hen)多變化(hua)。本(ben)文討(tao)論了(le) MOSFET 的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理、MOSFET 的(de)基本(ben)類型(xing)、相(xiang)對(dui)於 BJT 的(de)優(you)勢(shi)及(ji)其(qi)應用(yong)。此外(wai)，您(nin)將學(xue)習(xi)如何(he)在您的(de)電(dian)路(lu)中進(jin)行(xing) MOSFET 工(gong)作(zuo)。

讓(rang)我(wo)們開始(shi)吧(ba)！

什麽是(shi)MOSFET？

MOSFET 是(shi)壹種緊(jin)湊型晶(jing)體(ti)管。晶(jing)體(ti)管是半(ban)導體(ti)器(qi)件(jian)，用(yong)於通(tong)過(guo)調節流過它(ta)們的(de)電(dian)壓來控制電流的(de)流(liu)動(dong)。

它(ta)與(yu) BJT 的(de)不(bu)同(tong)之(zhi)處在於它(ta)如何(he)允許(xu)電(dian)流通(tong)過(guo)。在 MOSFET 中，施(shi)加到(dao)柵極(ji)區域(yu)的(de)電(dian)壓決(jue)定(ding)了(le)有(you)多少電流從漏(lou)極(ji)流(liu)向源(yuan)極。並(bing)且(qie)，這種特性使 MOSFET 得(de)名——金屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)半(ban)導體(ti)場效應(ying)晶(jing)體(ti)管。有(you)趣(qu)的(de)是(shi)，這些(xie)晶(jing)體(ti)管可以(yi)放(fang)大信號或(huo)只讓(rang)壹(yi)種特定(ding)的(de)電(dian)荷(he)載流子(zi)通(tong)過(guo)。

                                                                   (MOSFET 結(jie)構(gou))

來源(yuan)：維(wei)基共(gong)享資(zi)源(yuan)

簡(jian)而言之(zhi)，它是壹種(zhong)三端(duan)設備，用(yong)於確(que)定(ding)閉(bi)合(he)電路(lu)中的(de)電(dian)流(liu)。其(qi)主要(yao)結(jie)構(gou)端子是；源(yuan)極 (S)、柵極(ji) (G) 和漏(lou)極 (D)。它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)取(qu)決(jue)於施(shi)加的(de)柵極(ji)電壓。但是(shi)，如果考慮(lv)它(ta)的(de)主(zhu)體(ti)，那(na)麽(me) MOSFET 就是(shi)壹(yi)個(ge)四端器(qi)件(jian)。

（具(ju)有(you)電(dian)子計(ji)算(suan)機(ji)硬(ying)件(jian)背(bei)景的(de)MOSFET）

MOSFET的(de)基本(ben)類型(xing)

存在三種(zhong)基本(ben)類型(xing)的(de) MOSFET。 

第(di)壹(yi)種(zhong)類型(xing)是(shi)“N 溝道(dao)增強(qiang)型(xing) MOSFET”或(huo)通(tong)常(chang)導通(tong)（n 溝(gou)道(dao) MOSFET）。即使(shi)在其(qi)端子(zi)上施(shi)加零(ling)輸入電壓，它也(ye)允許(xu)電(dian)流流(liu)過漏極和源(yuan)極之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)道(dao)。此外(wai)，這意(yi)味著它不(bu)需要門(men)信號進(jin)行(xing)操作(zuo)，因此(ci)在簡(jian)單的(de)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)中很(hen)有(you)幫(bang)助(zhu)。在這裏，引腳在物理上是(shi)分開的(de)。

（N 溝(gou)道(dao)增強(qiang)型(xing) MOSFET）

第(di)二種(zhong)類型(xing)的(de) MOSFET 是(shi)“N 溝(gou)道(dao)耗盡模(mo)式”或(huo)通(tong)常(chang)關閉(bi)（n 溝道(dao)）。這種類型(xing)需要負(fu)電壓才能(neng)打開並(bing)允許(xu)電(dian)流流(liu)動。此外，它還(hai)有(you)壹(yi)個(ge)優勢(shi)，因為(wei)這種類型(xing)的(de)晶(jing)體(ti)管在關閉(bi)時充當電(dian)阻(zu)器(qi)。因此(ci)，在需要控(kong)制輸(shu)入(ru)電(dian)壓的(de)特定(ding)應用(yong)中非(fei)常(chang)有(you)用(yong)。引腳是(shi)物理(li)連接的(de)。

（N 溝道(dao)耗盡型(xing) MOSFET）

第三，“P 溝(gou)道(dao)耗盡型(xing) MOSFET 晶(jing)體(ti)管”通(tong)常(chang)是關斷的(de)（p 溝(gou)道(dao) MOSFET）。這種類型(xing)會(hui)阻(zu)止(zhi)任何電流流(liu)過(guo)它(ta)，除非正電荷(he)流過(guo)其(qi)端子(zi)。這意(yi)味著這種類型(xing)的(de)晶(jing)體(ti)管充當絕(jue)緣體(ti)。因此(ci)，它不(bu)適(shi)用(yong)於需要始(shi)終通(tong)過(guo)電流的(de)特定(ding)應用(yong)。

  （P 溝道(dao)耗盡型(xing) MOSFET）

最後(hou)，“P 溝道(dao)增強(qiang)型(xing) MOSFET”或(huo)常(chang)開（p 溝(gou)道(dao)）MOSFET。這種類型(xing)的(de)電(dian)流(liu)傳(chuan)導需要零(ling)柵源(yuan)電壓。此外(wai)，它比(bi)其(qi) n 溝道(dao)對(dui)應(ying)物具(ju)有(you)優(you)勢(shi)，因為(wei)它在關閉(bi)狀(zhuang)態下(xia)不會(hui)耗散能量。此功(gong)能允許(xu)它(ta)在切換(huan)應用(yong)程(cheng)序(xu)中使(shi)用(yong)。

（P 溝(gou)道(dao)增強(qiang)型(xing) MOSFET）

MOSFET 是(shi)如何(he)工(gong)作(zuo)的(de)？

我(wo)們應該(gai)首(shou)先討(tao)論的(de)是(shi) MOSFET 是(shi)如何(he)工(gong)作(zuo)的(de)？答(da)案可能(neng)會讓(rang)妳(ni)大吃壹驚！

（MOSFET原(yuan)理圖(tu)）

來源(yuan)：維(wei)基共(gong)享資(zi)源(yuan)

MOSFET 通(tong)過(guo)讓(rang)電(dian)流流過其(qi)端子(zi)或不(bu)讓(rang)電(dian)流流過其(qi)端子(zi)來工(gong)作(zuo)，這取(qu)決(jue)於施(shi)加的(de)電(dian)壓。它利(li)用施(shi)加在與(yu)金屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)層(ceng)相(xiang)鄰的(de)半(ban)導體(ti)表(biao)面上的(de)電(dian)壓產生的(de)電(dian)場效應(ying)。因此(ci)，這允許(xu) MOSFET 作(zuo)為 p 型(xing)或 n 型工(gong)作(zuo)。

柵電(dian)極控(kong)制器(qi)件(jian)內(nei)源(yuan)極和(he)漏(lou)極(ji)區溝(gou)道(dao)之間(jian)的(de)溝(gou)道(dao)電導率(lv)。這種工(gong)作(zuo)原(yuan)理使(shi)晶(jing)體(ti)管充當理(li)想(xiang)的(de)開關。從而(er)使(shi)我們能夠(gou)控制(zhi)電流(liu)如何(he)流(liu)經我(wo)們的(de)電(dian)路(lu)。

這是您(nin)如何(he)使(shi)用 MOSFET。通(tong)過(guo)控制流經柵極(ji)區域(yu)的(de)電(dian)壓有(you)多少，您可以(yi)確(que)定(ding)漏源(yuan)溝道(dao)中的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)。

（MOSFET 符號內(nei)嵌(qian)設計(ji)）

註意(yi)；重要(yao)的(de)是(shi)要(yao)註(zhu)意(yi) MOSFET 晶(jing)體(ti)管和 BJT 晶(jing)體(ti)管略有(you)不(bu)同。在BJT 中，電(dian)流(liu)從集(ji)電極流向發(fa)射(she)極，而在 MOSFET 中，這種流(liu)動(dong)發生在源(yuan)極和(he)漏(lou)極(ji)之(zhi)間(jian)。發生的(de)情(qing)況是，當施(shi)加到(dao)其(qi)柵極(ji)端子(zi)的(de)電(dian)壓超過特定(ding)閾值(zhi)電壓時，電(dian)流(liu)開始(shi)流過(guo)它。

MOSFET 相對(dui)於 BJT 的(de)優(you)勢(shi)

MOSFET相對(dui)於BJT的(de)優(you)勢(shi)如下(xia)：

• 首(shou)先，MOSFET 可用(yong)於制(zhi)作更(geng)緊(jin)湊的(de)電(dian)路(lu)。

• 其(qi)次，與(yu) BJT 晶(jing)體(ti)管相比(bi)，MOSFET 需要的(de)功(gong)率(lv)和能(neng)量(liang)更(geng)少，因此(ci)整(zheng)體(ti)效率(lv)更(geng)高。由於沒(mei)有(you)基極電(dian)流，器(qi)件(jian)在關斷狀(zhuang)態時耗(hao)散(san)的(de)能(neng)量(liang)非(fei)常(chang)少。

• 第三，MOSFET 的(de)制(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)低(di)於 BJT 晶(jing)體(ti)管。因此(ci)，它們是在家中或(huo)出(chu)於愛(ai)好者目(mu)的(de)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)時的(de)首(shou)選(xuan)。

• 其(qi)次，MOSFET 可以(yi)在高溫環(huan)境(jing)中工(gong)作(zuo)，因為(wei)其(qi)柵極(ji)端子(zi)不需要像(xiang) PNP 晶(jing)體(ti)管那(na)樣(yang)絕緣。這使它(ta)在溫度變(bian)得(de)非(fei)常高的(de)應(ying)用(yong)中非(fei)常(chang)有(you)用(yong)。

• 最後(hou)，MOSFET 可用(yong)於電(dian)壓放(fang)大，因為(wei)它們有(you)兩個(ge)導電(dian)端(duan)子。當處於導通(tong)狀(zhuang)態時，此(ci)功(gong)能允許(xu)更(geng)有(you)效的(de)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)電路(lu)。相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia)，BJT 只需要壹(yi)個(ge)端子將(jiang)電(dian)流從漏(lou)極傳(chuan)遞到(dao)源(yuan)極端(duan)，反(fan)之亦然。

（計算(suan)機(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)鑷子）

MOSFET的(de)應(ying)用(yong)

• MOSFET 作(zuo)為(wei)開關

MOSFET 在控制電壓的(de)電(dian)力(li)應(ying)用(yong)中非(fei)常(chang)有(you)用(yong)。它可以(yi)通(tong)過(guo)柵極(ji)端子(zi)進(jin)行(xing)電流(liu)控(kong)制(zhi)來輕松做(zuo)到(dao)這壹點(dian)。因此(ci)，這使得(de)它(ta)要麽打開要(yao)麽關閉(bi)（很(hen)像(xiang)主開關）。此外(wai)，這使得(de) MOSFET 成(cheng)為(wei)理(li)想的(de)設(she)備，可用(yong)作電源(yuan)和需要供(gong)電的(de)設(she)備之(zhi)間(jian)的(de)接口。

（Mosfet 作為(wei)開關）

n 溝道(dao) MOSFET 的(de)示例應(ying)用。當按下(xia)開關時，LED亮(liang)起(qi)。

來源(yuan); 維(wei)基共(gong)享資(zi)源(yuan)

• 放(fang)大應(ying)用(yong)

MOSFET 還(hai)可以(yi)通(tong)過(guo)在導通(tong)狀(zhuang)態下(xia)允許(xu)更(geng)大的(de)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)其(qi)漏電(dian)極來放(fang)大流(liu)過(guo)它(ta)的(de)電(dian)流(liu)。它(ta)使(shi) MOSFET 適(shi)用(yong)於需要電(dian)壓放(fang)大（例如放(fang)大聲(sheng)波(bo)）的(de)應(ying)用(yong)。

• 動(dong)態應用(yong)

MOSFET 在需要快速改變(bian)狀(zhuang)態的(de)應(ying)用(yong)中很(hen)有(you)幫(bang)助(zhu)，這使它(ta)們成(cheng)為(wei)需要大(da)量開關的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中的(de)有(you)價(jia)值(zhi)的(de)器(qi)件(jian)。

• 作(zuo)為(wei)壓控電(dian)阻(zu)或(huo)可變(bian)電阻(zu)

當 MOSFET 在應用中用(yong)作(zuo)關斷開關時，它(ta)們是制(zhi)作可變(bian)或壓控電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)合(he)適(shi)器(qi)件(jian)。

(晶(jing)體(ti)管)

結(jie)論

總(zong)之，MOSFET 是(shi)合(he)適(shi)的(de)晶(jing)體(ti)管器件(jian)，可用(yong)於廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。它(ta)們易於使(shi)用和(he)理解。 

我們希望(wang)您(nin)了(le)解 MOSFET 的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理及(ji)其(qi)在日(ri)常(chang)生活中的(de)用(yong)途(tu)！如果您(nin)有(you)任何其(qi)他(ta)問(wen)題(ti)，請告(gao)訴(su)我們。我們很(hen)樂(le)意(yi)幫助(zhu)。