{"id":2436,"date":"2019-12-23T20:00:19","date_gmt":"2019-12-23T19:00:19","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/?p=2436"},"modified":"2025-01-17T09:49:32","modified_gmt":"2025-01-17T08:49:32","slug":"tranzystory-unipolarne-mosfet-jak-to-dziala","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/tranzystory-unipolarne-mosfet-jak-to-dziala\/","title":{"rendered":"Tranzystory unipolarne (MOSFET) – co to jest? Jak dzia\u0142a? Wyja\u015bnienie dla pocz\u0105tkuj\u0105cych"},"content":{"rendered":"Czas czytania:<\/span> 10<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

W\u00a0tranzystorze unipolarnym<\/b><\/a>\u00a0sterowanie pr\u0105dem odbywa si\u0119 przy pomocy pola elektrycznego, a podstawow\u0105 cz\u0119\u015bci\u0105 jego budowy jest\u00a0kryszta\u0142 p\u00f3\u0142przewodnika wraz z dwiema diodami<\/strong>. Tranzystory te, zwane r\u00f3wnie\u017c polowymi, s\u0105 p\u00f3\u0142przewodnikowe i steruj\u0105 wielko\u015bci\u0105 pr\u0105du, kt\u00f3ry przez nie przep\u0142ywa. Rodzaj\u00f3w i odmian tranzystor\u00f3w unipolarnych jest kilka, lecz najcz\u0119\u015bciej stosowane s\u0105 tranzystory typu\u00a0MOSFET<\/strong>. Ich g\u0142\u00f3wnym celem jest dzia\u0142anie jako klucz za\u0142\u0105czaj\u0105cy podzespo\u0142y, kt\u00f3re pobieraj\u0105 du\u017c\u0105 moc.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tTranzystory - Ceny<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Tranzystor CMOS<\/strong> – Technologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) s\u0142u\u017cy do wytwarzania uk\u0142ad\u00f3w scalonych, g\u0142\u00f3wnie cyfrowych. Sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 one z tranzystor\u00f3w MOS o przeciwnym typie przewodnictwa, po\u0142\u0105czonych w taki spos\u00f3b, \u017ce w ustalonym stanie logicznym przewodzi tylko jeden z nich.<\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Historia tranzystora\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Historia\u00a0tranzystor\u00f3w<\/a>\u00a0<\/b>rozpocz\u0119\u0142a si\u0119 w 1925 roku, kiedy to udzielono na to urz\u0105dzenie pierwszy patent w kilku krajach \u015bwiata. Co ciekawe, pocz\u0105tkowym projektem Juliusa Edgara Lilienfelda (polski fizyk pochodzenia \u017cydowskiego) by\u0142 tranzystor zbli\u017cony budow\u0105 do tranzystor\u00f3w typu MOSFET. Model ten pozosta\u0142 jednak wy\u0142\u0105cznie w fazie projektowej, g\u0142\u00f3wnie za spraw\u0105 braku mo\u017cliwo\u015bci technologicznych do jego produkcji. Pierwsze w\u0142a\u015bciwie wykonane tranzystory ujrza\u0142y \u015bwiat\u0142o dzienne dopiero po 1950 roku.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Budowa typowego tranzystora unipolarnego<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Na pocz\u0105tku warto zacz\u0105\u0107 od poznania dok\u0142adnej budowy tranzystora unipolarnego. Jego g\u0142\u00f3wnym elementem jest kryszta\u0142 odpowiednio domieszkowanego p\u00f3\u0142przewodnika z dwiema elektrodami. Jedn\u0105 z nich jest \u017ar\u00f3d\u0142o, okre\u015blane symbolem S (z ang. source), a drug\u0105 jest dren okre\u015blany liter\u0105 D (z ang. drain). Pomi\u0119dzy tymi elektrodami tworzy si\u0119 tak zwany kana\u0142, przez kt\u00f3ry przep\u0142ywa pr\u0105d. Wzd\u0142u\u017c kana\u0142u znajduje si\u0119 trzecia elektroda – bramka, kt\u00f3r\u0105 symbolizuje litera G (z ang. gate).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Schemat\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

MOSFET - podstawowe informacje i budowa<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor<\/b>) to wariant tranzystora unipolarnego o najwi\u0119kszej popularno\u015bci. Jest zbudowany z kilku podstawowych element\u00f3w, charakterystycznych wy\u0142\u0105cznie dla tego urz\u0105dzenia. Znajdziemy w nim mi\u0119dzy innymi bramki G, \u017ar\u00f3d\u0142a S, drenu D, pod\u0142o\u017ca B, a tak\u017ce cz\u0119\u015bci pomocniczych w postaci p\u00f3\u0142przewodnika P oraz izolatora lub przestrzeni na kana\u0142 N.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

W pod\u0142o\u017cu, w postaci p\u0142ytki p\u00f3\u0142przewodnika typu P lub N, wyst\u0119puj\u0105 dwa obszary N+ lub P+, kt\u00f3re to, dzi\u0119ki du\u017cemu domieszkowaniu, tworz\u0105 dren i \u017ar\u00f3d\u0142o. To w\u0142a\u015bnie do nich doprowadzane s\u0105 kontakty. Pomi\u0119dzy drenem i \u017ar\u00f3d\u0142em znajduje si\u0119 powierzchnia p\u00f3\u0142przewodnika, kt\u00f3r\u0105 pokrywa si\u0119 cienk\u0105 na kilkana\u015bcie nanometr\u00f3w warstw\u0105 izolatora. Bramk\u0119 tworzy metal napylony na izolator. Co ciekawe, du\u017cy \u0142adunek elektrostatyczny (a mo\u017ce mie\u0107 nawet kilkadziesi\u0105t kilowolt\u00f3w!) jest w stanie uszkodzi\u0107 urz\u0105dzenie poprzez fizyczne przepalenie cienkiej warstwy izolacyjnej. Aby tego unikn\u0105\u0107, wiele uk\u0142ad\u00f3w elektronicznych z tranzystora MOS przechowuje si\u0119 w foliach przewodz\u0105cych. Ten element bezpiecze\u0144stwa zapobiega przez ca\u0142y czas przedostaniu si\u0119 \u0142adunk\u00f3w elektrostatycznych wprost do obwod\u00f3w.<\/p>\n

W kanale nast\u0119puje przep\u0142yw pr\u0105du mi\u0119dzy drenem a \u017ar\u00f3d\u0142em, a za sterowanie nim odpowiada zmiana napi\u0119cia na linii \u017ar\u00f3d\u0142o-bramka. W elektronice spotykamy dwa rodzaje tranzystor\u00f3w MOS: z kana\u0142em wzbogacanym oraz z kana\u0142em zubo\u017canym. Kana\u0142 wzbogacany, zwany tak\u017ce indukowanym, tworzy si\u0119 dopiero wtedy, kiedy napi\u0119cie na linii bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o przekroczy napi\u0119cie progowe warto\u015bci Ut. W kanale zubo\u017canym z kolei, kana\u0142 istnieje nawet przy napi\u0119ciu bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o wynosz\u0105cym zero. Ponadto tranzystory MOSFET s\u0105 bardzo szybkie, szczeg\u00f3lnie w por\u00f3wnaniu z tranzystorami bipolarnymi, g\u0142\u00f3wnie za spraw\u0105 faktu, i\u017c zjawiska, kt\u00f3re w nich zachodz\u0105, s\u0105 wy\u0142\u0105cznie elektrostatyczne.<\/p>\n

Tranzystory MOSFET s\u0105 polaryzowane w taki spos\u00f3b, aby jeden no\u015bnik p\u0142yn\u0105\u0142 w kierunku od \u017ar\u00f3d\u0142a, do drenu, dlatego wyr\u00f3\u017cnia si\u0119 dwa zakresy ich pracy: zakres nasycenia oraz zakres nienasycenia. Zakres jest determinowany przez napi\u0119cie powsta\u0142e na kierunku dren-\u017ar\u00f3d\u0142o i je\u015bli jest wi\u0119ksze ni\u017c napi\u0119cie nasycenia, tranzystor znajduje si\u0119 w zakresie nasycenia.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tranzystory polowe z\u0142\u0105czowe\n<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Tranzystory polowe z\u0142\u0105czowe, znane r\u00f3wnie\u017c jako JFET, charakteryzuj\u0105 si\u0119 budow\u0105 zupe\u0142nie r\u00f3\u017cn\u0105 od tranzystor\u00f3w MOSFET. Sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z p\u00f3\u0142przewodnika typu N lub typu P i domieszkowanej warstwy p\u00f3\u0142przewodnika o przeciwnym typie (P+ oraz N+), co skutkuje powstaniem z\u0142\u0105cza p-n. Na zewn\u0105trz wyprowadzone zosta\u0142y trzy ko\u0144c\u00f3wki w postaci \u017ar\u00f3d\u0142a S, drenu D oraz bramki G. Tranzystor polowy ze wzgl\u0119du na swoj\u0105 charakterystyk\u0119 mo\u017ce pracowa\u0107 w trzech zakresach. Liniowym, w kt\u00f3rym pr\u0105d drenu zale\u017cy od napi\u0119cia, dlatego zachowuje si\u0119 jak rezystor. Nasycenia, kiedy pr\u0105d drenu zale\u017cy wy\u0142\u0105cznie od napi\u0119cia na liniach bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o, a napi\u0119cie \u017ar\u00f3d\u0142o-dren musi przekroczy\u0107 pewn\u0105 warto\u015b\u0107, a tak\u017ce powielania lawinowego.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Tranzystory polowe z\u0142\u0105czowe, znane r\u00f3wnie\u017c jako JFET, charakteryzuj\u0105 si\u0119 budow\u0105 zupe\u0142nie r\u00f3\u017cn\u0105 od tranzystor\u00f3w MOSFET. Sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z p\u00f3\u0142przewodnika typu N lub typu P i domieszkowanej warstwy p\u00f3\u0142przewodnika o przeciwnym typie (P+ oraz N+), co skutkuje powstaniem z\u0142\u0105cza p-n. Na zewn\u0105trz wyprowadzone zosta\u0142y trzy ko\u0144c\u00f3wki w postaci \u017ar\u00f3d\u0142a S, drenu D oraz bramki G. Tranzystor polowy ze wzgl\u0119du na swoj\u0105 charakterystyk\u0119 mo\u017ce pracowa\u0107 w trzech zakresach. Liniowym, w kt\u00f3rym pr\u0105d drenu zale\u017cy od napi\u0119cia, dlatego zachowuje si\u0119 jak rezystor. Nasycenia, kiedy pr\u0105d drenu zale\u017cy wy\u0142\u0105cznie od napi\u0119cia na liniach bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o, a napi\u0119cie \u017ar\u00f3d\u0142o-dren musi przekroczy\u0107 pewn\u0105 warto\u015b\u0107, a tak\u017ce powielania lawinowego.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tranzystory polowe z izolowan\u0105 bramk\u0105<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

W modelach izolowanych, bramka jest oddzielona od kana\u0142u dielektrykiem, czyli warstw\u0105 izolacji. Tranzystory te s\u0105 z\u0142o\u017cone z trzech elektrod, mianowicie bramki G (czasami w ilo\u015bci wi\u0119kszej ni\u017c 1), drenu D oraz \u017ar\u00f3d\u0142a S, a tak\u017ce r\u00f3wnie\u017c pod\u0142o\u017ca B w roli czwartej elektrody w niekt\u00f3rych przypadkach. Bardzo cz\u0119sto tranzystory polowe wykorzystuje si\u0119 jako szybkie prze\u0142\u0105czniki w zasilaczach impulsowych, w uk\u0142adach scalonych, a tak\u017ce jako elementy dyskretne. Co ciekawe, wyr\u00f3\u017cniamy dwa rodzaje tranzystor\u00f3w z izolowan\u0105 bramk\u0105, kt\u00f3re r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 technik\u0105 wykonania. MISFET lub MOSFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor lub Metal Oxide Semiconductor Field Effect Insulator) to model wykonany z monokrystalicznego przewodnika z izolatorem w postaci ditlenku krzemu. Z kolei tranzystor polowy z izolowan\u0105 bramk\u0105 TFT (Thin Film Transistor) jest wykonany z p\u00f3\u0142przewodnika polikrystalicznego.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Parametry tranzystor\u00f3w MOSFET\n\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Ka\u017cdy tranzystor MOSFET charakteryzuje si\u0119 kilkoma parametrami, na kt\u00f3re nale\u017cy zwraca\u0107 uwag\u0119 podczas wyboru konkretnego modelu.<\/p>\n

W\u015br\u00f3d najwa\u017cniejszych z nich znajduje si\u0119 dopuszczalne napi\u0119cie dren-\u017ar\u00f3d\u0142o oznaczone symbolem UDSmax<\/span>. Zbyt du\u017ca warto\u015b\u0107 tego parametru mo\u017ce spowodowa\u0107 przebicia, kt\u00f3re mog\u0105 doprowadzi\u0107 do ca\u0142kowitego i nieodwracalnego uszkodzenia tranzystora.<\/p>\n

Drugim parametrem, r\u00f3wnie istotnym i niezb\u0119dnym, jest maksymalny pr\u0105d drenu oznaczany symbolem IDmax<\/span>. Przy zbyt du\u017cym pr\u0105dzie w tranzystorze MOSFET mo\u017ce si\u0119 zdarzy\u0107, \u017ce zar\u00f3wno jego struktura, jak i wewn\u0119trzne po\u0142\u0105czenia, ulegn\u0105 przepaleniu.<\/p>\n

Trzecim parametrem jest napi\u0119cie progowe otwierania, kt\u00f3re symbolizowane jest jako UGSth<\/span>\u00a0i jest on stosunkowo \u0142atwy do zrozumienia. Jest to napi\u0119cie bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o, przy kt\u00f3rym tranzystor zaczyna si\u0119 otwiera\u0107, czyli gdy pr\u0105d drenu zyskuje warto\u015b\u0107 1mA. Z tego wzgl\u0119du mo\u017cna przyj\u0105\u0107, \u017ce w przypadku napi\u0119\u0107 bramki mniejszych ni\u017c UGSth\u00a0<\/span>tranzystor pozostaje ca\u0142kowicie zamkni\u0119ty, czyli pr\u0105d nie przep\u0142ywa przez dren, a rezystancja jest bardzo du\u017ca. Wraz ze stopniowym zwi\u0119kszaniem si\u0119 napi\u0119cia rezystancja maleje, a tranzystor zaczyna si\u0119 coraz bardziej otwiera\u0107. To zjawisko ma zwi\u0105zek z czwartym parametrem oznaczonym symbolem RDSon<\/span>, kt\u00f3rym jest rezystancja mi\u0119dzy drenem a \u017ar\u00f3d\u0142em.<\/p>\n

Analizuj\u0105c powy\u017cej opisane parametry mo\u017cna wywnioskowa\u0107, \u017ce najlepszy model tranzystora MOSFET powinien charakteryzowa\u0107 si\u0119 jak najwi\u0119kszym napi\u0119ciem UDSmax\u00a0<\/span>i jednocze\u015bnie jak najmniejsz\u0105 rezystancj\u0105 RDSon\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Tranzystory\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Tranzystory MOSFET<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tSPRAWD\u0179<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Trzy kluczowe parametry<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Ka\u017cdy tranzystor MOSFET charakteryzuje si\u0119 kilkoma parametrami, na kt\u00f3re nale\u017cy zwraca\u0107 uwag\u0119 podczas wyboru konkretnego modelu.\u00a0<\/p>\n

W\u015br\u00f3d najwa\u017cniejszych z nich znajduje si\u0119 dopuszczalne napi\u0119cie dren-\u017ar\u00f3d\u0142o oznaczone symbolem U<\/span>DSmax<\/span>. Zbyt du\u017ca warto\u015b\u0107 tego parametru mo\u017ce spowodowa\u0107 przebicia, kt\u00f3re mog\u0105 doprowadzi\u0107 do ca\u0142kowitego i nieodwracalnego uszkodzenia tranzystora.<\/span><\/p>\n

Drugim parametrem, r\u00f3wnie istotnym i niezb\u0119dnym, jest maksymalny pr\u0105d drenu oznaczany symbolem IDmax<\/span>. Przy zbyt du\u017cym pr\u0105dzie w tranzystorze MOSFET mo\u017ce si\u0119 zdarzy\u0107, \u017ce zar\u00f3wno jego struktura, jak i wewn\u0119trzne po\u0142\u0105czenia, ulegn\u0105 przepaleniu.<\/p>\n

Trzecim parametrem jest napi\u0119cie progowe otwierania, kt\u00f3re symbolizowane jest jako UGSth<\/span>\u00a0i jest on stosunkowo \u0142atwy do zrozumienia. Jest to napi\u0119cie bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o, przy kt\u00f3rym tranzystor zaczyna si\u0119 otwiera\u0107, czyli gdy pr\u0105d drenu zyskuje warto\u015b\u0107 1mA. Z tego wzgl\u0119du mo\u017cna przyj\u0105\u0107, \u017ce w przypadku napi\u0119\u0107 bramki mniejszych ni\u017c UGSth\u00a0<\/span>tranzystor pozostaje ca\u0142kowicie zamkni\u0119ty, czyli pr\u0105d nie przep\u0142ywa przez dren, a rezystancja jest bardzo du\u017ca. Wraz ze stopniowym zwi\u0119kszaniem si\u0119 napi\u0119cia rezystancja maleje, a tranzystor zaczyna si\u0119 coraz bardziej otwiera\u0107. To zjawisko ma zwi\u0105zek z czwartym parametrem oznaczonym symbolem RDSon<\/span>, kt\u00f3rym jest rezystancja mi\u0119dzy drenem a \u017ar\u00f3d\u0142em.<\/p>\n

Analizuj\u0105c powy\u017cej opisane parametry mo\u017cna wywnioskowa\u0107, \u017ce najlepszy model tranzystora MOSFET powinien charakteryzowa\u0107 si\u0119 jak najwi\u0119kszym napi\u0119ciem UDSmax\u00a0<\/span>i jednocze\u015bnie jak najmniejsz\u0105 rezystancj\u0105 RDSon .<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

R\u00f3\u017cnice - MOSFET a tranzystor bipolarny<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Warto wiedzie\u0107, \u017ce opisywane tranzystory MOSFET r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 od bipolarnych jedn\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci\u0105, a mianowicie w tych drugich modelach wraz ze wzrostem temperatury ro\u015bnie tak\u017ce pr\u0105d kolektora, co mo\u017ce uniemo\u017cliwia\u0107 bezpo\u015brednie po\u0142\u0105czenie kilku tranzystor\u00f3w w spos\u00f3b r\u00f3wnoleg\u0142y. W takim przypadku konieczne b\u0119dzie zastosowanie rezystor\u00f3w wyr\u00f3wnawczych w emiterze, gdy\u017c bez tego poszczeg\u00f3lne tranzystory b\u0119d\u0105 si\u0119 kolejno przepala\u0107 przy wyst\u0105pieniu du\u017cego obci\u0105\u017cenia, co spowoduje ich ca\u0142kowite i nieodwracalne uszkodzenie.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Uwa\u017caj! Przyczyny uszkodzenia tranzystor\u00f3w MOSFET<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Zniszczony,\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Spalony tranzystor bipolarny<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Tranzystory MOSFET (unipolarne) ze wzgl\u0119du na budow\u0119 techniczn\u0105 s\u0105 bardzo wra\u017cliwe na dzia\u0142anie \u0142adunk\u00f3w elektrostatycznych, co stanowi przeciwie\u0144stwo bardzo trwa\u0142ych tranzystor\u00f3w bipolarnych. Napi\u0119cie maksymalne UGS\u00a0<\/span>w wi\u0119kszo\u015bci modeli wynosi zazwyczaj oko\u0142o 20V, co oznacza, i\u017c \u0142atwo je przekroczy\u0107 bez jakiejkolwiek \u015bwiadomo\u015bci, nawet poprzez dotkni\u0119cie tranzystora w ca\u0142kowicie suchym pomieszczeniu. Tranzystory nie bez powodu przechowuje si\u0119 w antystatycznych woreczkach, czasami tak\u017ce w czarnej g\u0105bce przewodz\u0105cej.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Gdzie stosowa\u0107 tranzystory unipolarne MOSFET?\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Zobaczmy w jakich sytuacjach najlepiej sprawdz\u0105 si\u0119 MOSFETy.\u00a0Po pierwsze, liczy si\u0119 zasilanie. MOSFET-y najlepiej radz\u0105 sobie podczas zasilania bardzo niskim napi\u0119ciem. Pozwala na to ich budowa – do dzia\u0142ania potrzebuj\u0105 napi\u0119cia wynosz\u0105cego jedynie 0,7V, przy kt\u00f3rym tranzystor unipolarny nie b\u0119dzie jednak jeszcze ca\u0142kowicie otwarty.\u00a0<\/p>\n

Ze wzgl\u0119du na fakt, i\u017c do tranzystora MOSFET sterownik mo\u017ce dostarcza\u0107 jedynie wysoki potencja\u0142, a nie sam pr\u0105d, to urz\u0105dzenia te sprawdz\u0105 si\u0119 najlepiej w sterowaniu obci\u0105\u017ceniem pobieraj\u0105cym wiele amper\u00f3w. Do pe\u0142nego otwarcia tranzystora nale\u017cy zastosowa\u0107 napi\u0119cie kilkukrotnie wy\u017csze (zwane napi\u0119ciem w\u0142\u0105czenia) ni\u017c napi\u0119cie progowe, po czym przy\u0142o\u017cy\u0107 je mi\u0119dzy bramk\u0119 a \u017ar\u00f3d\u0142o.\u00a0Tranzystory unipolarne \u015bwietnie radz\u0105 sobie w konstrukcjach, w kt\u00f3rych liczy si\u0119 pob\u00f3r pr\u0105du, gdy\u017c w niekt\u00f3rych uk\u0142adach zasilanych bateryjnie pob\u00f3r pr\u0105du rz\u0119du kilku mikrometr\u00f3w mo\u017ce stanowi\u0107 ogromn\u0105 r\u00f3\u017cnic\u0119. W tranzystorze MOSFET odk\u0142ada si\u0119 oko\u0142o 0,2V ustalonego napi\u0119cia, lecz czasami zwi\u0119ksza si\u0119 wielokrotnie w przypadku modeli o du\u017cej mocy. Napi\u0119cie to odk\u0142ada si\u0119 mi\u0119dzy kolektorem a emiterem i to w sytuacji, kiedy MOSFET jest ca\u0142kowicie nasycony. Spadek napi\u0119cia na tym rodzaju tranzystor\u00f3w jest zale\u017cny od p\u0142yn\u0105cego pr\u0105du, gdy\u017c ich cech\u0105 charakterystyczn\u0105 jest rezystancja wy\u0142\u0105cznie otwartego kana\u0142u.<\/span><\/p>\n

\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Warunki pracy tranzystor\u00f3w<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Generalnie warunki prawid\u0142owej pracy tranzystora s\u0105 ograniczone r\u00f3\u017cnymi czynnikami. Warto w\u015br\u00f3d nich wymieni\u0107 dopuszczalne napi\u0119cie i pr\u0105d kolektora, a tak\u017ce maksymaln\u0105 moc strat, kt\u00f3ra po przekroczeniu mo\u017ce doprowadzi\u0107 tranzystor do spalenia. Jednak r\u00f3wnie istotne jest zjawisko tak zwanego drugiego przebicia (z ang. second breakdown), kt\u00f3re w przypadku tranzystor\u00f3w MOSFET nie wyst\u0119puje. Ich trwa\u0142o\u015b\u0107 sprawia, \u017ce mog\u0105 pracowa\u0107 w ci\u0119\u017ckich warunkach i charakteryzuj\u0105 si\u0119 du\u017c\u0105 odporno\u015bci\u0105 na uszkodzenia.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kiedy nast\u0119puje przewodzenie tranzystora<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Wiele os\u00f3b zastanawia si\u0119, kiedy zaczyna si\u0119 przewodnictwo pr\u0105du – jaka musi by\u0107 warto\u015b\u0107 napi\u0119cia bramka-\u017ar\u00f3d\u0142o, aby dosz\u0142o do tego zjawiska? Ot\u00f3\u017c parametrem decyduj\u0105cym w tym przypadku jest napi\u0119cie progowe okre\u015blane symbolem UT. Producenci tranzystor\u00f3w zawsze podaj\u0105 ten parametr przy ustalonym pr\u0105dzie drenu, kt\u00f3ry oznaczany jest jako ID. Na podstawie tych informacji mo\u017cemy wywnioskowa\u0107, \u017ce pr\u0105d zaczyna p\u0142yn\u0105\u0107, jednak nie do ko\u0144ca mo\u017cemy si\u0119 na tym oprze\u0107. Dlaczego? Ot\u00f3\u017c ka\u017cda firma produkuj\u0105ca tranzystory w inny spos\u00f3b okre\u015bla napi\u0119cie progowe.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Zastosowanie tranzystor\u00f3w MOSFET<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Zastosowanie tranzystor\u00f3w MOSFET jest bardzo szerokie, jednak najcz\u0119\u015bciej s\u0105 stosowane jako wzmacniacze lub prze\u0142\u0105czniki odpowiadaj\u0105ce za sterowanie napi\u0119ciem, poniewa\u017c charakteryzuj\u0105 si\u0119 bardzo ma\u0142ym zapotrzebowaniem na energi\u0119. Ich zalet\u0105 przy takim wykorzystaniu jest brak poboru pr\u0105du przez bramk\u0119 oraz niska rezystancja otwartego kana\u0142u, co przek\u0142ada si\u0119 na znacznie mniejsze straty.\u00a0 Dodatkowo tranzystory MOSFET polecane s\u0105 r\u00f3wnie\u017c w przypadku uk\u0142ad\u00f3w zasilanych niskim napi\u0119ciem. R\u00f3wnie typowym obszarem zastosowa\u0144 opisywanych element\u00f3w s\u0105 mikroprocesory, pami\u0119ci, a tak\u017ce bramki CMOS (z ang. Complementary Metal-Oxide Semiconductor), kt\u00f3re s\u0105 technologi\u0105 wytwarzania uk\u0142ad\u00f3w scalonych.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Zastosowanie tranzystor\u00f3w MOSFET jest bardzo szerokie, jednak najcz\u0119\u015bciej elementy te s\u0105 stosowane jako wzmacniacze lub prze\u0142\u0105czniki odpowiadaj\u0105ce za sterowanie napi\u0119ciem, poniewa\u017c charakteryzuj\u0105 si\u0119 bardzo ma\u0142ym zapotrzebowaniem na energi\u0119. Ich zalet\u0105 przy takim wykorzystaniu jest brak poboru pr\u0105du przez bramk\u0119 oraz niska rezystancja otwartego kana\u0142u, co przek\u0142ada si\u0119 na znacznie mniejsze straty.\u00a0 Dodatkowo tranzystory MOSFET polecane s\u0105 r\u00f3wnie\u017c w przypadku uk\u0142ad\u00f3w zasilanych niskim napi\u0119ciem. R\u00f3wnie typowym obszarem zastosowa\u0144 opisywanych element\u00f3w s\u0105 mikroprocesory, pami\u0119ci, a tak\u017ce bramki CMOS (z ang. Complementary Metal-Oxide Semiconductor), kt\u00f3re s\u0105 technologi\u0105 wytwarzania uk\u0142ad\u00f3w scalonych.\u00a0<\/p>\n

Ciekawostk\u0105 jest fakt, i\u017c tranzystory MOSFET mog\u0105 by\u0107 stosowane zar\u00f3wno do za\u0142\u0105czania diod LED, kt\u00f3re wymagaj\u0105 zaledwie kilku miliamper\u00f3w, jak i r\u00f3wnie\u017c do sterowania silnikami pracuj\u0105cymi na wy\u017cszym napi\u0119ciu, dodatkowo pobieraj\u0105c znacznie wi\u0119kszy pr\u0105d. Jednak to nie wszystko. MOSFET wykorzystywane s\u0105 r\u00f3wnie\u017c w projektowaniu nap\u0119d\u00f3w o zmiennej cz\u0119stotliwo\u015bci i do obwod\u00f3w generatora napi\u0119cia, gdzie s\u0142u\u017c\u0105 jako potencjometry ze sterowaniem napi\u0119ciowym. Dzieje si\u0119 tak dlatego, \u017ce tranzystory unipolarne s\u0105 w stanie zachowywa\u0107 si\u0119 jak rezystory sterowane napi\u0119ciowo. Dodatkowo elementy te doskonale sprawdz\u0105 si\u0119 jako sta\u0142e \u017ar\u00f3d\u0142a pr\u0105du, dzi\u0119ki czemu mog\u0105 by\u0107 u\u017cywane w systemach radiowych i sieciach wysokopr\u0105dowych. Ze wzgl\u0119du na ich wysok\u0105 impedancj\u0119 i szybko\u015b\u0107 prze\u0142\u0105czania tranzystory MOSFET idealnie sprawdz\u0105 si\u0119 w dziedzinie elektroniki cyfrowej.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Zastosowanie tranzystor\u00f3w MOSFET jest bardzo szerokie, jednak najcz\u0119\u015bciej elementy te s\u0105 stosowane jako wzmacniacze lub prze\u0142\u0105czniki odpowiadaj\u0105ce za sterowanie napi\u0119ciem, poniewa\u017c charakteryzuj\u0105 si\u0119 bardzo ma\u0142ym zapotrzebowaniem na energi\u0119. Ich zalet\u0105 przy takim wykorzystaniu jest brak poboru pr\u0105du przez bramk\u0119 oraz niska rezystancja otwartego kana\u0142u, co przek\u0142ada si\u0119 na znacznie mniejsze straty.\u00a0 Dodatkowo tranzystory MOSFET polecane s\u0105 r\u00f3wnie\u017c w przypadku uk\u0142ad\u00f3w zasilanych niskim napi\u0119ciem. R\u00f3wnie typowym obszarem zastosowa\u0144 opisywanych element\u00f3w s\u0105 mikroprocesory, pami\u0119ci, a tak\u017ce bramki CMOS (z ang. Complementary Metal-Oxide Semiconductor), kt\u00f3re s\u0105 technologi\u0105 wytwarzania uk\u0142ad\u00f3w scalonych.\u00a0<\/p>\n

Ciekawostk\u0105 jest fakt, i\u017c tranzystory MOSFET mog\u0105 by\u0107 stosowane zar\u00f3wno do za\u0142\u0105czania diod LED, kt\u00f3re wymagaj\u0105 zaledwie kilku miliamper\u00f3w, jak i r\u00f3wnie\u017c do sterowania silnikami pracuj\u0105cymi na wy\u017cszym napi\u0119ciu, dodatkowo pobieraj\u0105c znacznie wi\u0119kszy pr\u0105d. Jednak to nie wszystko. MOSFET wykorzystywane s\u0105 r\u00f3wnie\u017c w projektowaniu nap\u0119d\u00f3w o zmiennej cz\u0119stotliwo\u015bci i do obwod\u00f3w generatora napi\u0119cia, gdzie s\u0142u\u017c\u0105 jako potencjometry ze sterowaniem napi\u0119ciowym. Dzieje si\u0119 tak dlatego, \u017ce tranzystory unipolarne s\u0105 w stanie zachowywa\u0107 si\u0119 jak rezystory sterowane napi\u0119ciowo. Dodatkowo elementy te doskonale sprawdz\u0105 si\u0119 jako sta\u0142e \u017ar\u00f3d\u0142a pr\u0105du, dzi\u0119ki czemu mog\u0105 by\u0107 u\u017cywane w systemach radiowych i sieciach wysokopr\u0105dowych. Ze wzgl\u0119du na ich wysok\u0105 impedancj\u0119 i szybko\u015b\u0107 prze\u0142\u0105czania tranzystory MOSFET idealnie sprawdz\u0105 si\u0119 w dziedzinie elektroniki cyfrowej.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Najpopularniejsze tranzystory MOSFET<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Na rynku znajduje si\u0119 szeroki wyb\u00f3r r\u00f3\u017cnego rodzaju tranzystor\u00f3w MOSFET do najpopularniejszych z nich nale\u017c\u0105 modele IRFZ44N, IRL2703 oraz BSS123. Ka\u017cdy z nich ma swoje zalety, kt\u00f3re warto pozna\u0107, by wybra\u0107 wariant idealnie dostosowany do indywidualnych potrzeb.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tranzystor MOSFET IRFZ44N<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

W przypadku tranzystora Mosfet IRFZ44N najwi\u0119ksz\u0105 zalet\u0105 jest niska rezystancja otwartego kana\u0142u wynosz\u0105ca 17,5m\u03a9, a tak\u017ce mo\u017cliwo\u015b\u0107 przewodzenia wysokiego pr\u0105du, a\u017c do 49A. Jednak s\u0142ab\u0105 stron\u0105 tego modelu jest do\u015b\u0107 wysokie napi\u0119cie progowe, przez co jest zalecany sterowanie nim przy u\u017cyciu wy\u017cszego napi\u0119cia (12V).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tranzystor MOSFET IRL2703<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Tranzystor MOSFET IRL2703 jest s\u0142abszy ni\u017c powy\u017cszy model, gdy\u017c jego maksymalny pr\u0105d drenu wynosi 24A, jednak posiada wy\u017csz\u0105 rezystancj\u0119 otwartego kana\u0142u na poziomie 40m\u03a9. Ponadto wariant ten charakteryzuje si\u0119 napi\u0119ciem progowym oko\u0142o 1V, dzi\u0119ki czemu mo\u017cna sterowa\u0107 nim wprost z mikrokontrolera zasilanego napi\u0119ciem 5V.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tranzystor MOSFET BSS123<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Model BSS123 charakteryzuje si\u0119 rezystancj\u0105 otwartego kana\u0142u na poziomie 10\u03a9 (napi\u0119cie pomi\u0119dzy bramk\u0105, a \u017ar\u00f3d\u0142em), maksymalny pr\u0105d drenu wynosi 170mA. Tranzystor dost\u0119pny jest w niewielkiej, p\u0142askiej obudowie montowanej powierzchniowo SMD (z ang. Surface Mount Device) z ko\u0144c\u00f3wkami lutowniczymi znajduj\u0105cymi si\u0119 na jej bokach.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Podsumowanie<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

Tranzystory unipolarne typu MOSFET stanowi\u0105 grup\u0119 bardzo praktycznych element\u00f3w, kt\u00f3re zdecydowanie warto stosowa\u0107. Ich mocn\u0105 stron\u0105 jest wysoka odporno\u015b\u0107 i brak podatno\u015bci na uszkodzenia, dzi\u0119ki czemu w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w gwarantuj\u0105 sprawne dzia\u0142anie, r\u00f3wnie\u017c w trudnych i ci\u0119\u017ckich warunkach pracy. W przypadku MOSFET uszkodzenia spowodowane \u0142adunkami statycznymi wyst\u0119puj\u0105 niezwykle rzadko,\u00a0 je\u015bli mowa o tranzystorach mocy. Natomiast w przypadku ma\u0142ych MOSFET-\u00f3w nale\u017cy mie\u0107 na uwadze, \u017ce s\u0105 to do\u015b\u0107 delikatne urz\u0105dzenia, kt\u00f3re \u0142atwo uszkodzi\u0107, dlatego warto obchodzi\u0107 si\u0119 z nimi ostro\u017cnie i przede wszystkim przechowywa\u0107 w odpowiedni spos\u00f3b. Najlepiej stosowa\u0107 czarn\u0105, przewodz\u0105c\u0105 g\u0105bk\u0119. Przed przyst\u0105pieniem do ich instalacji nale\u017cy uziemi\u0107 zar\u00f3wno stanowisko pracy, jak i grot lutownicy, a tak\u017ce roz\u0142adowa\u0107 swoje cia\u0142o. Tak du\u017ca ostro\u017cno\u015b\u0107 z pewno\u015bci\u0105 pozwoli unikn\u0105\u0107 ewentualnych uszkodze\u0144. Ponadto najwa\u017cniejszy jest fakt, i\u017c tranzystory MOSFET nale\u017c\u0105 do uk\u0142ad\u00f3w, w kt\u00f3rych p\u0142yn\u0105cy pr\u0105d zale\u017cy od warto\u015bci przy\u0142o\u017conego do niego napi\u0119cia, gdy\u017c elementy te ze steruj\u0105cego \u017ar\u00f3d\u0142a nie pobieraj\u0105 praktycznie \u017cadnego pr\u0105du.<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

W powy\u017cszym artykule starali\u015bmy si\u0119 przedstawi\u0107 wszystkie informacje, niezb\u0119dne dla ka\u017cdego elektronika do prawid\u0142owego wykorzystania tranzystor\u00f3w MOSFET. Poznanie ich specyficznych cech z pewno\u015bci\u0105 przyda si\u0119 ka\u017cdemu zainteresowanemu, gdy\u017c zar\u00f3wno majsterkowicze, jak i konstruktorzy mog\u0105 wykorzysta\u0107 tranzystory MOSFET jako prze\u0142\u0105czniki do sterowania napi\u0119ciem w praktycznie wi\u0119kszo\u015bci r\u00f3\u017cnego rodzaju urz\u0105dze\u0144 czy maszyn.<\/p>\n

<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n

Tranzystory unipolarne (MOSFET) – FAQ<\/h2>\n\n
\n
\n