Tranzistory FET a MOSFET

Tranzistor MOSFET (metal-oxid-polovodičový tranzistor s efektem pole) je typ polovodičového spínače běžně používaného k řízení toku elektrického proudu v analogových i digitálních obvodech. Tento tranzistor je založen na principu přivedení napětí na svorku hradla, které reguluje tok proudu mezi svorkami odtoku a zdroje. Tranzistory MOSFET se díky vysoké účinnosti, nízké spotřebě energie a vysoké rychlosti spínání široce využívají v napájecích zdrojích, řadičích motorů, DC/DC převodnících a logických obvodech CMOS.

Při výběru tranzistoru MOSFET je důležité sladit jeho elektrické vlastnosti s danou aplikací. Začneme kontrolou napětí mezi odtokem a zdrojem (VDS), abychom zajistili, že překračuje nejvyšší napětí přítomné v daném obvodu. Poté se podíváme na prahové napětí hradla (VGS(th)) - pokud používáte mikrokontrolér (například s logikou 3,3 V nebo 5 V), budete potřebovat logický tranzistor MOSFET, který při těchto napětích přechází do plně zapnutého stavu. Jmenovitý trvalý odtokový proud (ID) musí být větší nebo roven proudu odebíranému zátěží, přičemž nižší odpor v sepnutém stavu (RDS(on)) pomůže minimalizovat tepelné a energetické ztráty.

Existují dva hlavní typy tranzistorů MOSFET, a sice N-kanálový a P-kanálový, z nichž každý je k dispozici ve variantách s obohaceným a ochuzeným kanálem. Díky vyšší mobilitě elektronů se nejčastěji používají N-kanálové tranzistory MOSFET s obohaceným kanálem, což se projevuje v nižším odporu v sepnutém stavu a lepší spínací účinnosti. Zatímco tranzistory MOSFET i BJT (tranzistory s bipolárním přechodem) pracují jako spínače nebo zesilovače, tranzistory MOSFET jsou součástky řízené napětím, zatímco tranzistory BJT jsou řízené proudem. Díky tomuto řešení získávají tranzistory MOSFET významný náskok ve vysokorychlostních, nízkoenergetických a tepelně citlivých aplikacích.