Comment fonctionne un MOSFET :compréhension de base, types et applications

MOSFET signifie transistor à effet de champ semi-conducteur à oxyde métallique. Comme tout transistor conventionnel, c'est un type de transistor avec de nombreuses applications dans l'électronique de puissance moderne. De plus, son fonctionnement est basé sur la façon dont l'électricité le traverse. Il est important de noter qu'il existe de nombreuses variations dans les utilisations du MOSFET dans différents circuits. Cet article explique le fonctionnement d'un MOSFET, les types de base de MOSFET, les avantages par rapport aux BJT et ses applications. De plus, vous apprendrez à faire fonctionner le MOSFET dans vos circuits.

Allons-y !

Qu'est-ce que le MOSFET ?

Un MOSFET est un transistor compact. Les transistors sont des dispositifs à semi-conducteurs utilisés pour contrôler le flux de courant électrique en régulant la quantité de tension qui les traverse.

Ce qui le différencie d'un BJT, c'est la façon dont il laisse passer le courant. Dans MOSFET, la tension appliquée à la région de grille détermine la quantité de courant circulant du drain à la source. Et, cette propriété donne aux MOSFET leur nom - Transistors à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique. Fait intéressant, ces transistors peuvent amplifier un signal ou ne laisser passer qu'un type spécifique de porteur de charge électrique.

(STRUCTURE MOSFET)

SOURCE :Wiki Commons

En un mot, il s'agit d'un dispositif à trois bornes qui détermine le flux électrique dans un circuit fermé. Ses terminaux de structure primaire sont ; Source (S), porte (G) et Drain (D). Ce qu'il fait dépend de la tension de grille appliquée. Cependant, si vous considérez son corps, le MOSFET est un appareil à quatre bornes.

(MOSFET avec fond de matériel informatique électronique)

Types de base de MOSFET

Il existe trois types de base de MOSFET.

Le premier type est le "MOSFET en mode d'amélioration du canal N" ou généralement activé (MOSFET à canal n). Il permet au courant de circuler à travers le canal entre le drain et la source même avec une tension d'entrée nulle appliquée à ses bornes. Cela signifie également qu'il n'a pas besoin de signal de porte pour fonctionner et qu'il est donc utile dans les circuits numériques simples. Ici, les broches sont physiquement séparées.

(MOSFET en mode d'amélioration du canal N)

Le deuxième type de MOSFET est le "mode d'appauvrissement du canal N" ou généralement désactivé (canal n). Ce type nécessite une tension négative pour s'allumer et permettre la circulation des courants électriques. De plus, il présente un avantage puisque ce type de transistor agit comme une résistance lorsqu'il est bloqué. Par conséquent, très utile dans des applications spécifiques qui nécessitent un contrôle de la tension d'entrée. Les broches sont physiquement connectées.

(MOSFET en mode d'épuisement du canal N)

Troisièmement, le "transistor MOSFET en mode d'appauvrissement du canal P" est généralement désactivé (MOSFET du canal P). Ce type bloque tout courant qui le traverse à moins qu'une charge positive ne traverse ses bornes. Cela signifie que ce type de transistor agit comme un isolant. Par conséquent, il n'est pas adapté aux applications spécifiques où il est nécessaire de faire passer du courant à tout moment.

(MOSFET en mode d'épuisement du canal P)

Enfin, "MOSFET en mode d'amélioration du canal P" ou MOSFET normalement activé (canal p). Ce type nécessite une tension grille-source nulle pour la conduction du courant. En outre, il présente un avantage par rapport à son homologue à canal n car il ne dissipe pas d'énergie lorsqu'il est à l'état désactivé. Cette fonctionnalité permet son utilisation dans les applications de commutation.

(MOSFET en mode d'amélioration du canal P)

Comment fonctionne un MOSFET ?

La première chose dont nous devrions parler est de savoir comment fonctionne un MOSFET ? La réponse pourrait vous surprendre !

(Schéma schématique MOSFET)

SOURCE :Wiki Commons

Un MOSFET fonctionne en laissant passer le courant à travers ses bornes ou non en fonction de la tension appliquée. Il fonctionne sur un effet de champ électrique produit par la tension appliquée à travers la surface semi-conductrice adjacente à la couche d'oxyde métallique. Par conséquent, cela permet au MOSFET de fonctionner comme un type p ou un type n.

L'électrode de grille contrôle la conductivité du canal entre le canal à la source et la région de drain à l'intérieur du dispositif. Ce principe de fonctionnement fait du transistor un interrupteur idéal. Nous permettant ainsi de contrôler la façon dont l'électricité circule dans notre circuit.

C'est ainsi que vous pouvez utiliser un MOSFET. En contrôlant la quantité de tension qui traverse la région de grille, vous pouvez déterminer le courant de drain dans le canal drain-source.

(Conception en ligne du symbole MOSFET)

NB ; Il est important de noter que les transistors MOSFET et les transistors BJT diffèrent légèrement. Dans les BJT, le courant circule du collecteur à l'émetteur, tandis que dans les MOSFET, ce flux se produit entre la source et le drain. Ce qui se passe, c'est que lorsque la tension appliquée à sa borne de grille dépasse une tension de seuil spécifique, le courant commence à la traverser.

Avantages du MOSFET par rapport au BJT

Les avantages du MOSFET par rapport au BJT sont les suivants :

• Tout d'abord, le MOSFET est utile pour créer des circuits plus compacts.
• Deuxièmement, les MOSFET nécessitent moins de puissance et d'énergie que les transistors BJT, ce qui les rend globalement plus efficaces. Comme il n'y a pas de courant de base, l'appareil dissipe très peu d'énergie lorsqu'il est éteint.
• Troisièmement, les MOSFET sont moins chers à fabriquer que les transistors BJT. Par conséquent, ils sont le choix préféré lors de la conception de circuits à la maison ou à des fins amateurs.
• Ensuite, le MOSFET peut fonctionner dans des environnements à haute température puisque sa borne de grille n'a pas besoin d'isolation comme le ferait un transistor PNP. Cela le rend utile dans les applications où les températures deviennent très élevées.
• Enfin, les MOSFET sont utiles pour l'amplification de tension car ils ont deux bornes conductrices. Cette caractéristique permet un flux de courant plus important à travers le circuit lorsqu'il est à l'état passant. En revanche, les BJT ne nécessitent qu'un seul terminal pour faire passer un courant électrique du drain au terminal source ou vice versa.

(pince d'ingénieur en informatique)

Applications du MOSFET

• MOSFET comme commutateur

Le MOSFET est très utile dans les applications d'alimentation électrique pour les tensions de commande. Il peut facilement le faire en contrôlant le flux de courant à travers la borne de grille. Par conséquent, cela le fait s'allumer ou s'éteindre (un peu comme un interrupteur principal). De plus, cela fait des MOSFET des appareils idéaux utiles comme interface entre les sources d'alimentation et les appareils qui doivent être alimentés.

(Mosfet comme interrupteur)

Un exemple d'application d'un MOSFET à canal n. Lorsque le commutateur est enfoncé, la LED s'allume.

LA SOURCE; Wiki Commons

• Applications d'amplification

Les MOSFET peuvent également amplifier le courant qui le traverse en permettant à des courants électriques plus importants de circuler à travers son électrode de drain lorsqu'il est à l'état passant. Il rend le MOSFET adapté aux applications qui nécessitent une amplification de tension (comme l'amplification des ondes sonores).

• Applications dynamiques

Les MOSFET sont utiles dans les applications où ils doivent changer d'état rapidement, ce qui en fait des dispositifs précieux dans les conceptions de circuits nécessitant de nombreuses commutations.

• En tant que résistances contrôlées en tension ou résistances variables

Lorsque MOSFET agit comme un interrupteur d'arrêt dans les applications, ce sont des dispositifs appropriés pour fabriquer des résistances variables ou contrôlées en tension.

(Transistors)

Conclusion

En conclusion, les MOSFET sont des dispositifs à transistors appropriés et peuvent être utiles dans un large éventail d'applications. Ils sont simples à utiliser et à comprendre.

Nous espérons que vous avez appris le fonctionnement d'un MOSFET ainsi que ses utilisations dans votre vie quotidienne ! Si vous avez d'autres questions, veuillez nous en informer. Nous serions ravis de vous aider.