Mosfet là gì? Mosfet được biết đến với một cái tên là Transistor hiệu ứng trường hay Transistor trường (Metal – Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Là một trong những loại Transistor có cấu tạo đặc biệt và các thức hoạt động khác với những loại transistor thông thường. Ở bài viết này, hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu Mosfet là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các đo và kiểm tra để bạn có cái nhìn rõ ràng hơn về loại linh kiện bán dẫn này.
Mosfet là gì? Cấu tạo và phân loại
Mosfet là một trong những loại transistor đặc biệt khác với những loại thường, chúng có cấu tạo và hoạt động dựa trên hiệu ứng của từ trường để có thể tạo ra dòng điện. Đây là một trong những loại linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thường dùng cho việc khuếch đại các nguồn tín hiệu yếu và được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính.
Cấu tạo của Mosfet
Mosfet là dòng linh kiện bán dẫn có cấu trúc cho phép điều khiển điện áp với dòng điện đầu vào điều khiển cực nhỏ.
Cấu tạo của Mosfet gồm 3 chân:
- G (Gate): Chân G hay còn gọi là cổng Gate, là cực điều khiển được các ly hoàn toàn với các cấu trúc bán dẫn còn lại bởi một lớp điện môi cực mỏng nhưng độ cách điện lại cực lớn nhờ lớp Dioxit-Silic.
- S (Source): Cực nguồn.
- D (Drain): Là cực máng để đón các hạt mang điện.
Trong Mosfet có nội điện trở cực lớn giữa cực G và S và giữa cực G và D, còn điện trở giữa cực D và S còn phụ thuộc vào nguồn điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS).
Trong trường hợp khi UGS = 0 thì điện trở RDS lúc này sẽ là rất lớn, khi điện áp UGS > 0 do lúc này xuất hiện hiệu ứng từ trường sẽ làm cho điện trở RDS giảm, điện áp của UGS càng lớn thì điện trở RDS sẽ càng nhỏ
Phân loại Mosfet
Mosfet thường có 2 loại gồm:
- N – MOSFET (Mosfet kênh ngược): Chỉ hoạt động khi nguồn điện ở cổng G = 0, các Electron bên trong sẽ vẫn được tiến hành hoạt động cho đến khi chịu ảnh hưởng bởi nguồn điện đầu vào (Input).
- P – MOSFET (Mosfet kênh thuận): Các Electron sẽ bị Cut – Off cho đến khi gia tăng được nguồn điện ở cực G.
Nguyên lý hoạt động của Mosfet
Mosfet được hoạt động ở 2 chế độ đó là đóng và mở. Do nó là một phần tử với các hạt mang điện cơ bản nên Mosfet có thể được hoạt động đóng cắt với tần số rất cao. Nhưng để có thể đảm bảo được thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại là một trong những vấn đề cần lưu ý.
Nhìn vào sơ đồ mạch điện tương đương của Mosfet ta có thể thấy rằng cơ chế đóng cắt sẽ phụ thuộc hoàn tào và các tụ điện ký sinh trên nó.
- Đối với Mosfet kênh P: Điện áp điều khiển để mở là UGs = 0, lúc này dòng điện sẽ đi qua S đến D.
- Đối với Mosfet kênh N: Điện áp điều khiển để mở là UGs > 0, điện áp để đóng là UGs <= 0. Dòng điện lúc này sẽ được đi từ D xuống S.
Để có thể đảm bảo được khoảng thời gian đóng cắt là ngắn nhất thì mosfet kênh N sẽ có điện áp khóa lý tưởng là UGs = 0, còn kênh P thì UGs xấp xỉ 0.
Từ những phân tích trên ta có thể thấy rằng, điện áp đặt vào cực G không tạo ra được dòng GS như các transistor thông thường mà điện áp này chỉ dùng để tạo ra từ trường làm cho điện trở RDS giảm xuống.
Cách đo và kiểm tra Mosfet sống hay chết
Ta tiến hành đo và kiểm tra trên Mosfet ngược xem linh kiện còn tốt hay đã chết. Một mosfet còn tốt khi trở kháng giữa 2 cực G với S và G với D có điện trở bằng vô cùng, nghĩa là kim sẽ không lên ở cả 2 chiều đo các chân. Khi cực G đã được thoát điện thì trở kháng lúc này giữa cực D và S sẽ là vô cùng.
Các bước tiến hành đo và kiểm tra mosfet với đồng hồ kim như sau:
- Bước 1: Bạn cần đưa thang đo về thang đo điện trở x 1 kΩ.
- Bước 2: Bạn cần nạp cho cực G một điện tích bằng cách để que đen và cực G, que đỏ vào cực S hoặc D.
- Bước 3: Sau khi đã nạp cho cực G một điện tích, ta tiến hành đo vào 2 chân của 2 cực D và S bằng cách đưa que đen vào chân D, que đỏ vào chân S và kim đồng hồ lúc này sẽ lên.
- Bước 4: Xả điện chân G bằng cách dùng que chập chân G và D hoặc chân G và S.
- Bước 5: Sau khi đã tiến hành xả điện chân G, tiến hành đo lại như bước 3 nếu kim không lên thì đồng nghĩa là Mosfet còn sống.
Trong trường hợp đo mosfet bị chập sẽ có kết quả đo như sau:
- Bước 1: Bạn cần đưa thang đo về thang đo điện trở x 1 kΩ.
- Bước 2: Thực hiện đo giữa 2 chân G và S hoặc G và D nếu kim đồng nhảy về 0Ω có nghĩa là chập.
- Bước 3: Để chắc chắn ta tiếp tục đo kiểm tra mosfet với 2 chân D và S nếu kim lên 0Ω là bị chập DS.
Trong trường hợp mosfet ở trong mạch ta có thể tiến hành các bước kiểm tra nhanh mà không cần phải hút linh kiện ra khỏi mạch bằng cách:
- Bước 1: Bạn cần đưa thang đo về thang đo điện trở x 1 kΩ.
- Bước 2: Tiến hành đo giữa 2 cực D và S , nếu 1 chiều kim lên, đảo chiều đo ngược lại mà kim không lên thì mosfet còn sống. Nếu cả 2 phép đo kim đều bằng 0Ω thì có nghĩa là mosfet đã bị chập DS.
Trên đây là một số thông tin liên quan tới Mosfet mà bạn có thể tham khảo. Hy vọng, với những thông tin trên có thể giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và làm việc.
