MOSFET là gì? Cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng

MOSFET là một linh kiện điện tử được sử dụng trong các mạch nguồn xung hoặc trong các mạch điện áp cao. Vậy MOSFET là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MOSFET như thế nào và ứng dụng trong thực tế của MOSFET là gì? Hãy cùng Bảo An Automation tìm hiểu qua bài viết dưới đây

1. MOSFET là gì?

MOSFET - tên viết tắt trong Tiếng Anh của từ "Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor" là một loại transistor hiệu ứng trường đặc biệt, được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử hiện đại nhờ khả năng điều khiển dòng điện hiệu quả và tốc độ đóng cắt nhanh.

 

Hình 1: MOSFET là gì?

2. Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động của MOSFET

MOSFET là một linh kiện bán dẫn ba chân, bao gồm:

• Gate (G): Cổng điều khiển, cực G có thể điều khiển cách ly hoàn toàn với cấu trúc bán dẫn còn lại nhờ vào lớp điện môi cực mỏng nhưng độ cách điện cực lớn bằng silicon dioxide.
• Source (S): Cực nguồn
• Drain (D): Cực máng, là nơi nhận các hạt mang điện

Hoạt động của MOSFET dựa trên việc điều khiển dòng điện giữa cực Drain và Source thông qua điện áp đặt vào cực Gate. Khi điện áp tại Gate thay đổi, nó tạo ra một điện trường ảnh hưởng đến kênh dẫn giữa Drain và Source, từ đó điều khiển dòng điện chạy qua thiết bị.

 Có hai loại MOSFET chính:

• N-MOSFET: Dòng điện chạy từ Drain đến Source khi điện áp Gate dương so với Source.
• P-MOSFET: Dòng điện chạy từ Source đến Drain khi điện áp Gate âm so với Source.

Hình 2: Nguyên lý hoạt động N-MOSFET vs P-MOSFET

3. Đặc điểm của MOSFET

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) là một loại transistor hiệu ứng trường đặc biệt, đóng vai trò quan trọng trong các mạch điện tử hiện đại. Dưới đây là những đặc điểm nổi bật của MOSFET:

• Khả năng đóng cắt nhanh với dòng điện và điện áp lớn: MOSFET có khả năng phản ứng nhanh với dòng điện và điện áp lớn, giúp điều khiển dòng điện hiệu quả trong các mạch điện tử.
• Trở kháng đầu vào cao: MOSFET có trở kháng đầu vào lớn, giúp giảm tiêu thụ năng lượng và phù hợp với các mạch điều khiển tín hiệu yếu.
• Cách điện giữa các cực: Giữa các cực Gate, Drain và Source của MOSFET được cách điện, giúp giảm rò rỉ dòng điện và tăng độ tin cậy trong hoạt động.
• Tích hợp dễ dàng trong các mạch điện tử: Với kích thước nhỏ gọn và khả năng tích hợp cao, MOSFET dễ dàng được sử dụng trong các mạch điện tử phức tạp.

5. Cách kiểm tra MOSFET bằng đồng hồ vạn năng

Để xác định MOSFET còn hoạt động bình thường hay không, ta cần sử dụng đến đồng hồ vạn năng. Trong bài viết này, Bảo An sẽ đưa đến cho các bạn cách kiểm tra MOSFET bằng đồng hồ vạn năng kim. Cụ thể như sau:

5.1. Trường hợp MOSFET còn hoạt động tốt

MOSFET còn hoạt động tốt là khi trở kháng giữa G và S và giữa G với D có giá trị điện trở là vô cùng, tức kim không lên ở cả 2 chiều đo và khi G đã thoát điện thì trở kháng giữa D và S là vô cùng. Cách kiểm tra MOSFET còn hoạt động tốt như sau:

• Bước 1: Ta chọn thang đo trên đồng hồ vạn năng kim là thang đo x1KΩ.

Hình 5: Chọn thang đo trên đồng hồ vạn năng

• Bước 2: Tiến hành nạp điện tích cho cực G bằng cách để que đo màu đen vào cực G, que đo màu đỏ vào cực S hoặc D.

Hình 6: Nạp điện tích cho cực G

• Bước 3: Thực hiện đo điện trở giữa cực D và S sau khi đã tiến hành nạp điện tích cho cực G. Lúc này kim sẽ dịch chuyển đi lên.

Hình 7: Đo điện trở giữa cực D và S

• Bước 4: Chập G vào D hoặc G vào S để thoát điện cực G.
• Bước 5: Khi đã thoát điện cho cực G, ta đo lại điện trở giữa cực D và S như bước 3 và lúc này nếu kim không lên, ta có thể xác định trong trường hợp này MOSFET vẫn còn hoạt động tốt.

Hình 8: Đo lại điện trở giữa cực D và S, nếu kim không lên thì MOSFET hoạt động tốt

5.2. Trường hợp MOSFET bị chập cháy

Để xác định xe MOSFET có bị chập cháy hay không, ta thực hiện như sau:

• Bước 1: Để chuyển đồng hồ vạn năng kim ở thang đo  x1KΩ.
• Bước 2: Thực hiện đo điện trở giữa G và S hoặc giữa G và D nếu kim lên bằng 0 là MOSFET bị chập.
• Bước 3: Đo điện trở giữa D và S mà cả hai chiều đo kim lên bằng 0 là MOSFET bị chập.

Hình 9: Đo điện trở giữa D và S mà cả 2 chiều kim đo lên bằng 0 là MOSFET bị chập

→ Tham khảo các dòng sản phẩm đồng hồ vạn năng hiện đang được phân phối ở Bảo An tại website baa.vn. Xem ngay thông số kỹ thuật của sản phẩm Đồng hồ vạn năng KYORITSU 1110 tại đây. 

Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An đã giúp các bạn hiểu được về MOSFET là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của MOSFET cũng như các loại MOSFET phổ biến, cách kiểm tra MOSFET bằng đồng hồ vạn năng và ứng dụng của chúng trong đời sống. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho công việc của bạn.