Što je MOSFET?

MOSFET (metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) je poluvodički uređaj. MOSFET se najčešće koristi u području energetske elektronike. Poluvodič je napravljen od proizvedenog materijala koji ne djeluje ni kao izolator ni kao vodič. Izolator je prirodni materijal koji neće provoditi struju, kao što je suhi komad drveta. Provodnik je prirodni materijal koji provodi ili propušta električnu energiju. Metali su najčešći primjeri vodiča. Poluvodički materijal od kojeg su napravljeni uređaji poput MOSFET-a pokazuju svojstva slična izolaciji i svojstva slična vodljivosti. Što je najvažnije, poluvodiči su dizajnirani tako da se mogu kontrolirati svojstva vodljivosti ili izolacije.

Tranzistor je možda najpoznatiji poluvodički uređaj. Rani tranzistori koriste tehnologiju koja se naziva bipolarni materijal. Čisti silicij se može izliječiti ili “pokvariti” – proces koji se naziva “doping”. Moguće je izraditi materijal tipa p (pozitivan) ili materijal tipa n (negativan), ovisno o materijalu koji se koristi za “dopiranje” ili kvarenje čistog silicija. Ako kombinirate materijal tipa p i materijal tipa n, imate bipolarni uređaj. Tranzistor je osnovni primjer bipolarnog uređaja. Tranzistor ima tri terminala, kolektor, emiter i bazu. Struja u baznom terminalu koristi se za kontrolu toka struje između emitera i kolektora.

MOSFET tehnologija je poboljšanje bipolarne tehnologije. I dalje se koriste materijali tipa n i p, ali se dodaju izolatori od metalnog oksida kako bi se osigurala neka poboljšanja performansi. Još uvijek obično postoje samo tri terminala, ali sada imaju sljedeće nazive, izvor, odvod i vrata. Dio imena s efektom polja odnosi se na metodu koja se koristi za kontrolu protoka elektrona ili struje kroz uređaj. Struja je proporcionalna električnom polju razvijenom između vrata i drena.

Još jedno vrlo značajno poboljšanje u odnosu na bipolarnu tehnologiju je da MOSFET ima pozitivan temperaturni koeficijent. To znači da kako se temperatura uređaja povećava, njegova sklonost provođenju struje opada. Ova značajka omogućuje dizajneru da ga jednostavno koristi paralelno kako bi povećao kapacitet sustava. Bipolarna deice ima suprotan učinak.

Uz MOSFET tehnologiju, paralelni uređaji prirodno će dijeliti struju između sebe. Ako jedan uređaj pokuša provesti više od svog udjela, on će se zagrijati i tendencija provođenja struje će se smanjiti uzrokujući smanjenje struje kroz uređaj dok svi uređaji ponovno ne budu ravnomjerno dijeljeni.

Bipolarni uređaji paralelno, s druge strane, povećavaju temperaturu ako jedan uređaj počne provoditi više struje. To znači da će se više struje prebaciti na ovaj uređaj što će rezultirati daljnjim povećanjem temperature i daljnjim povećanjem struje. Ovo je stanje koje brzo uništava uređaj. Iz tog razloga je mnogo teže paralelno povezati bipolarne uređaje i razlog zašto su MOSFET uređaji danas najpopularniji tranzistor energetskog poluvodičkog tipa.