FET-ek, MOSFET-ek

A MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, fém-oxid záróréteges térvezérelt tranzisztor) egy olyan félvezetős kapcsoló, amelyet általában a villanyáram vezérlésére használnak, analóg és digitális áramkörökben egyaránt. Működése: a kapu (gate, G) elektródára adott feszültséggel szabályozható az áram folyása a nyelő (drain, D) és a forrás (source, S) elektróda között. A MOSFET-eket jó hatásfokuk, kis fogyasztásuk és rövid kapcsolási idejük miatt széles körben használják tápegységekben, villanymotor-vezérlőkben, egyenáram-átalakítókban és CMOS logikai áramkörökben.

A MOSFET kiválasztásakor fontos, hogy annak villamos jellemzői illeszkedjenek az adott felhasználási területhez. Kezdje a nyelő–forrás feszültség (VDS) ellenőrzésével, hogy az biztosan meghaladja az áramkörben üzem közben fellépő legmagasabb feszültséget. Ezután nézze meg a kapu küszöbfeszültségét (VGS(th)) – ha mikrovezérlőt használ (például 3,3 V vagy 5 V-os logikai áramkört), akkor olyan logikai szintű MOSFET-re lesz szüksége, amely azon a feszültségen teljesen kinyit. A folyamatos nyelőáram (ID) névleges értékének meg kell felelnie a terhelés által felvett áramerősségnek, vagy meg kell azt haladnia, míg a minél kisebb nyitóirányú ellenállás (RDS(on)) segít minimálisra csökkenteni a hőtermelést és az amiatt fellépő energiaveszteséget.

A MOSFET-eknek két fő típusa van: az n csatornás és a p csatornás, és mindkettő kapható növekményes (enhancement) és kiürítéses (depletion) üzemmódú változatban. Az n csatornás növekményes MOSFET-eket használják a leggyakrabban, mivel ezekben nagyobb az elektronok mozgékonysága, ami kisebb nyitóirányú ellenállást és jobb kapcsolási hatásfokot eredményez. Bár a MOSFET-ek és a hagyományos tranzisztorok (Bipolar Junction Transistors, bipoláris p–n átmenetű tranzisztor vagy röviden bipoláris tranzisztor) egyaránt használhatók kapcsolóként és erősítőként is, a MOSFET-ek feszültségvezérelt, míg a hagyományos tranzisztorok áramvezérelt eszközök. Ez jelentős előnyt biztosít a MOSFET-ek számára a nagy sebességű, kis fogyasztású és hőérzékeny felhasználási területeken.