Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Elementy elektroniczne dużej mocy

Elementy elektroniczne dużej mocy
Pobierz PDF Download icon

Zamieszczone obok fragmenty opisu patentowego złożonego w roku 1926 udowadniają, że już prawie 100 lat temu pochodzący z Polski (urodzony w 1882 we Lwowie który wtedy był częścią Austro-Węgier) naukowiec żydowskiego pochodzenia, Julius Edgar Lilienfeld, opatentował tranzystor – wzmacniający element półprzewodnikowy.

Spis treści

MOSFET-y

Historia tranzystora MOSFET sięga przełomu lat 50. i 60. (D. Kahng + M.M. Attala z Bell Labs) i laboratoryjnych badań nad czymś tak specyficznym i zachowującym się bardzo nieintuicyjnie, jak zbudowany na powierzchni półprzewodnika kondensator MOS (ogólnie MIS – Metal, Insulator, Semiconductor). W kondensatorze takim występują zaskakujące zjawiska, dużo bardziej skomplikowane niż w prostym tranzystorze JFET. Dodanie do takiego specyficznego kondensatora dodatkowych elektrod daje tranzystor MOSFET o bardzo pożądanych właściwościach.

Nazwa MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) wskazuje na budowę tego elementu. Jest to tranzystor sterowany polem elektrycznym, czyli polowy, podobnie jak JFET, ale nie ma w nim złącza diodowego. Elektrodą sterującą jest metalowa (M) bramka, która jest oddzielona od półprzewodnikowego (S) kanału warstwą izolatora, którym jest cieniutka warstwa tlenku (O – oxide), a ściślej dwutlenku krzemu (SiO2). Między izolowaną bramką a resztą tranzystora tworzą się kondensatory (pojemności), mające bardzo duży wpływ na dynamiczne właściwości tego elementu.

Rysunek 9.

Rysunek 9 to fragment złożonego, jak widać, w roku 1960 zgłoszenia patentowego na tranzystor MOSFET, o budowie, którą dziś nazywamy lateralną (poziomą, płaską). Najpierw, jeszcze w latach 60. tranzystory te wykorzystano do budowy układów scalonych. Natomiast rynkowe wersje MOSFET-ów mocy o innej, wertykalnej, czyli pionowej budowie wewnętrznej (V-MOS, D-MOS, U-MOS, ...) zaczęły się pomału ukazywać i upowszechniać znacznie później, Na przykład tak cenione przez audiofilów HexFET-y o specyficznej, sześciokątnej budowie komórek elementarnych zaczęły pojawiać się na rynku od roku 1978 (IRF100). Popularność MOSFET-ów mocy przyniosły dopiero lata 80. i 90. A dziś ponad połowa produkowanych tranzystorów mocy to właśnie krzemowe MOSFET-y, najczęściej o budowie nazywanej superjunction.

Istnieje kilka odmian tranzystorów polowych z izolowaną bramką (IGFET – Insulated Gate FET), w tym MOSFET-ów z izolacją z tlenku. Co ważne, typowy tranzystor MOSFET jest normalnie zatkany (zamknięty). Rysunek 10 pokazuje symbole komplementarnych tranzystorów MOSFET z kanałem wzbogacanym (enhancement mode) typu N i typu P, czyli normalnie zamkniętych.

Rysunek 10.

Przy zerowym napięciu elektrody sterującej taki MOSFET nie przewodzi prądu. Zostaje otwarty po podaniu na bramkę napięcia o biegunowości takiej, jak główne napięcie zasilające. Dziś mamy setki typów krzemowych tranzystorów MOSFET o mocy strat od kilkudziesięciu do kilkuset watów.

DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio luty 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów