Tranzystory FET, MOSFET

Tranzystory polowe typu metal-tlenek-półprzewodnik (MOSFET) stanowią rodzaj przełącznika półprzewodnikowego i są powszechnie używane do sterowania prądem elektrycznym w obwodach cyfrowych i analogowych. Działają one poprzez przyłożenie napięcia do zacisku bramki, co reguluje przepływ prądu pomiędzy zaciskami drenu i źródła. Ze względu na wysoką sprawność, niski pobór mocy oraz dużą szybkość przełączania, tranzystory MOSFET są szeroko stosowane w zasilaczach, napędach silnikowych, przetwornicach prądu stałego oraz obwodach logicznych CMOS.

Podczas dobierania tranzystorów MOSFET ważne jest dopasowanie ich charakterystyki elektrycznej do danego zastosowania. Należy rozpocząć od sprawdzenia napięcia dren-źródło (VDS), aby upewnić się, że jest ono wyższe od najwyższego napięcia, jakie wystąpi w obwodzie. Następnie należy sprawdzić napięcie progowe bramki (VGS(th)). W przypadku użycia mikrokontrolera (np. wykorzystującego logikę 3,3V lub 5V), potrzebne będą tranzystory MOSFET na poziomy logiczne, które są całkowicie włączone przy tych napięciach. Znamionowy ciągły prąd drenu (ID) musi być równy lub większy od prądu pobieranego przez obciążenie, a niższa rezystancja w stanie włączenia (RDS(on)) pomaga zminimalizować wytwarzane ciepło i straty mocy.

Istnieją dwa główne typy tranzystorów MOSFET: z kanałem N i z kanałem P, dostępne w wersjach wzbogaconych i zubożonych. Najczęściej stosowane są tranzystory MOSFET ze wzbogaconym kanałem N, ze względu na wyższą ruchliwość elektronów, która skutkuje niższą rezystancją w stanie włączenia i wyższą sprawnością przełączania. Wprawdzie zarówno tranzystory MOSFET, jak i tranzystory bipolarne złączowe (BJT) działają jak przełączniki lub wzmacniacze, jednak tranzystory MOSFET są urządzeniami sterowanymi napięciowo, a tranzystory BJT są sterowane prądowo. Daje to tranzystorom MOSFET znaczną przewagę w zastosowaniach wymagających wysokiej szybkości, niskiej mocy oraz wrażliwych na temperaturę.