MOSFET은 일종의 트랜지스터이며 IGFET(절연 게이트 전계 효과 트랜지스터) 또는 MIFET(금속 절연체 전계 효과 트랜지스터)라고도 합니다. 안에 MOSFET , 채널과 게이트는 얇은 SiO2 층을 통해 분리되며 게이트 전압에 따라 변화하는 커패시턴스를 형성합니다. 따라서 MOSFET은 입력 게이트를 통해 소스 전압으로 제어되는 MOS 커패시터처럼 작동합니다. 따라서 MOSFET은 전압 제어 커패시터로도 사용할 수 있습니다. MOSFET의 구조는 이 커패시터의 실리콘 베이스가 p형이기 때문에 MOS 커패시터와 유사합니다.

이들은 p 채널 향상, n 채널 향상, p 채널 공핍 및 n 채널 공핍의 4가지 유형으로 분류됩니다. 이 기사에서는 다음과 같은 MOSFET 유형 중 하나에 대해 설명합니다. N 채널 MOSFET – 응용 프로그램 작업.

“마이크로프로세서에서 인터럽트란 무엇인가 ”

N 채널 MOSFET이란 무엇입니까?

MOSFET 채널이 전자와 같은 전류 캐리어로서 대부분의 전하 캐리어로 구성된 MOSFET 유형을 N 채널 MOSFET이라고 합니다. 이 MOSFET이 켜지면 대부분의 전하 캐리어가 채널 전체로 이동합니다. 이 MOSFET은 P-채널 MOSFET과 대조됩니다.

이 MOSFET은 소스 및 드레인 단자의 중간에 위치한 N-채널 영역을 포함합니다. 단자가 G(게이트), D(드레인), S(소스)인 3단자 소자입니다. 이 트랜지스터에서 소스 및 드레인은 n+ 영역이 많이 도핑되고 본체 또는 기판은 P형입니다.

일하고 있는

이 MOSFET은 소스 및 드레인 단자의 중간에 위치한 N-채널 영역을 포함합니다. 단자가 G(게이트), D(드레인), S(소스)인 3단자 소자입니다. 이 FET에서 소스 및 드레인은 n+ 영역이 많이 도핑되고 본체 또는 기판은 P형입니다.

여기에서 전자가 도착하면 채널이 생성됩니다. +ve 전압은 또한 n+ 소스 및 드레인 영역에서 채널로 전자를 끌어들입니다. 드레인과 소스 사이에 전압이 가해지면 소스와 드레인 사이에 전류가 자유롭게 흐르고 게이트의 전압은 단순히 채널 내의 전하 캐리어 전자를 제어합니다. 마찬가지로 게이트 단자에 -ve 전압을 인가하면 산화물 층 아래에 홀 채널이 형성됩니다.

N 채널 MOSFET 기호

N 채널 MOSFET 기호는 아래와 같습니다. 이 MOSFET은 소스, 드레인 및 게이트와 같은 3개의 단자를 포함합니다. n-채널 MOSFET의 경우 화살표 기호 방향이 안쪽입니다. 따라서 화살표 기호는 P 채널 또는 N 채널과 같은 채널 유형을 지정합니다.

N 채널 MOSFET 기호

N 채널 MOSFET 회로

그만큼 N 채널 MOSFET을 사용하여 브러시리스 DC 팬을 제어하기 위한 회로도 그리고 아두이노 우노 rev3 아래에 나와 있습니다. 이 회로는 Arduino Uno rev3 보드, n 채널 MOSFET, 브러시리스 DC 팬 및 연결 와이어로 구축할 수 있습니다.

이 회로에 사용된 MOSFET은 2N7000 N-channel MOSFET이고 인핸스먼트 타입이므로 팬에 전원을 공급하기 위해서는 Arduino의 출력 핀을 High로 설정해야 합니다.

2N7000 N채널 MOSFET

이 회로의 연결은 다음과 같습니다.

MOSFET의 소스 핀을 GND에 연결
MOSFET의 게이트 핀은 Arduino의 핀 2에 연결됩니다.
MOSFET의 드레인 핀을 팬의 검정색 와이어에 연결합니다.
브러시리스 DC 팬의 빨간색 와이어는 브레드보드의 양극 레일에 연결됩니다.
Arduino 5V 핀에서 브레드보드의 포지티브 레일까지 추가 연결이 필요합니다.

일반적으로 MOSFET은 신호를 스위칭 및 증폭하는 데 사용됩니다. 이 예에서 이 MOSFET은 게이트, 소스 및 드레인과 같은 3개의 단자를 포함하는 스위치로 사용됩니다. n 채널 MOSFET은 전압 제어 장치의 한 유형이며 이러한 MOSFET은 향상 MOSFET과 공핍 MOSFET의 두 가지 유형으로 제공됩니다.

N 채널 MOSFET을 사용한 브러시리스 DC 팬 제어

일반적으로 인핸스먼트 MOSFET은 Vgs(게이트-소스 간 전압)가 0V가 되면 OFF되므로 드레인-소스 채널 전체에 전류가 흐르도록 게이트 단자에 전압을 공급해야 합니다. 반면, 공핍 MOSFET은 일반적으로 Vgs(게이트-소스 전압)가 0V일 때 켜지므로 게이트 단자에 +ve 전압이 제공될 때까지 전류가 드레인을 통해 소스 채널로 흐릅니다.

암호

무효 설정() {
// 여기에 설정 코드를 넣어 한 번 실행합니다.
핀모드(2, 출력);

}

무효 루프() {
// 여기에 기본 코드를 넣어 반복적으로 실행합니다.
디지털 쓰기(2, 높음);
지연(5000);
디지털 쓰기(2, LOW);
지연(5000);
}

따라서 MOSFET의 게이트 단자에 5v 전원이 공급되면 브러시리스 DC 팬이 켜집니다. 마찬가지로 MOSFET의 게이트 단자에 0v를 주면 팬이 꺼집니다.

N 채널 MOSFET의 종류

N 채널 MOSFET은 전압 제어 소자로 강화형과 공핍형 두 가지로 분류된다.

N 채널 향상 MOSFET

향상형 N 채널 MOSFET은 일반적으로 게이트 대 소스 전압이 0볼트이면 꺼져 있으므로 드레인-소스 채널 전체에 전류가 공급되도록 게이트 단자에 전압을 제공해야 합니다.

n채널 인핸스먼트 MOSFET의 동작은 구성 및 동작을 제외하고는 인핸스먼트 p채널 MOSFET과 동일하다. 이 유형의 MOSFET에서는 약간 도핑된 p형 기판이 장치 본체를 형성할 수 있습니다. 소스 및 드레인 영역에는 n형 불순물이 많이 도핑되어 있습니다.

“광섬유 케이블의 부품 ”

여기서 소스 및 본체는 일반적으로 접지 단자에 연결됩니다. 게이트 단자에 양의 전압을 적용하면 p형 기판의 소수 전하 캐리어는 게이트의 양성 및 등가 용량 효과로 인해 게이트 단자 쪽으로 끌어당깁니다.

N 채널 향상 MOSFET

p-형 기판의 전자와 같은 다수의 전하 캐리어 및 소수의 전하 캐리어는 게이트 단자 쪽으로 끌어당겨 전자와 정공을 재결합하여 유전층 아래에 덮이지 않은 음의 이온층을 형성합니다.

양의 게이트 전압을 지속적으로 증가시키면 임계 전압 레벨 이후에 재결합 프로세스가 포화되고 전자와 같은 전하 캐리어가 그 위치에 축적되어 자유 전자 전도성 채널을 형성하기 시작합니다. 이 자유 전자는 또한 많이 도핑된 소스에서 와서 n형 영역을 배출합니다.

드레인 단자에 +ve 전압을 적용하면 전류가 채널 전체에 흐르게 됩니다. 따라서 채널 저항은 채널 내의 전자와 같은 자유 전하 캐리어에 따라 달라지며 다시 이러한 전자는 채널 내 장치의 게이트 전위에 따라 달라집니다. 자유 전자 농도가 채널을 형성하면 게이트 전압의 증가로 인해 채널 전체의 전류 흐름이 향상됩니다.

N 채널 공핍 MOSFET

일반적으로 이 MOSFET은 소스에 대한 게이트의 전압이 0V일 때마다 활성화되므로 게이트(G) 단자에 양의 전압이 인가될 때까지 드레인에서 소스 채널로 전류가 공급됩니다. N 채널 공핍 MOSFET 작동은 n 채널 향상 MOSFET과 다릅니다. 이 MOSFET에서 사용된 기판은 p형 반도체입니다.

이 MOSFET에서 소스 및 드레인 영역은 모두 고농도로 도핑된 n형 반도체입니다. 소스 및 드레인 영역 사이의 간격은 n형 불순물을 통해 확산됩니다.

N 채널 공핍 MOSFET

소스와 드레인 단자 사이에 전위차를 적용하면 기판의 n 영역 전체에 전류가 흐릅니다. 게이트 단자에 -ve 전압을 적용하면 전자와 같은 전하 캐리어가 제거되고 실리콘 이산화물 유전층 바로 아래의 n 영역에서 이동합니다.

결과적으로 SiO2 유전층 아래에 덮이지 않은 양의 이온층이 있게 됩니다. 따라서 이러한 방식으로 채널 내에서 전하 캐리어의 고갈이 발생합니다. 따라서 전체 채널의 전도도가 감소합니다.

“igbt는 어떻게 작동합니까 ”

이 상태에서 드레인 단자에 동일한 전압을 인가하면 드레인의 전류가 감소합니다. 여기서 우리는 채널 내 전하 캐리어의 공핍을 변경하여 드레인 전류를 제어할 수 있다는 것을 관찰했으며 이를 공핍 MOSFET이라고 합니다.

여기서 게이트는 -ve 전위에 있고 드레인은 +ve 전위에 있고 소스는 '0' 전위에 있습니다. 그 결과, 소스에서 게이트보다 드레인에서 게이트 사이의 전압 차이가 더 크므로 공핍층 폭은 소스보다 드레인 쪽으로 더 큽니다.

N 채널 MOSFET과 P 채널 MOSFET의 차이점

n 채널과 p 채널 MOSFET의 차이점은 다음과 같습니다.

N 채널 MOSFET	P 채널 MOSFET
N 채널 MOSFET은 전자를 전하 캐리어로 사용합니다.	P 채널 MOSFET은 홀을 전하 캐리어로 사용합니다.
일반적으로 N-Channel은 부하의 GND 쪽으로 이동합니다.	일반적으로 P-Channel은 VCC 쪽으로 이동합니다.
이 N 채널 MOSFET은 G(게이트) 단자에 +ve 전압을 인가하면 활성화됩니다.	이 P 채널 MOSFET은 G(게이트) 단자에 -ve 전압을 인가하면 활성화됩니다.
이 MOSFET은 N 채널 향상 MOSFET과 N 채널 공핍 MOSFET의 두 가지 유형으로 분류됩니다.	이 MOSFET은 P 채널 향상 MOSFET과 P 채널 공핍 MOSFET의 두 가지 유형으로 분류됩니다.

N 채널 MOSFET을 테스트하는 방법

N 채널 MOSFET 테스트와 관련된 단계는 아래에 설명되어 있습니다.

n 채널 MOSFET을 테스트하기 위해 아날로그 멀티미터가 사용됩니다. 이를 위해 노브를 10K 범위에 배치해야 합니다.
이 MOSFET을 테스트하려면 먼저 MOSFET의 드레인 핀에 검은색 프로브를 배치하고 게이트 핀에 빨간색 프로브를 배치하여 MOSFET 내의 내부 커패시턴스를 방전합니다.
그런 다음 검은색 프로브가 여전히 드레인 핀에 있는 동안 빨간색 프로브를 소스 핀으로 이동합니다.
오른쪽 손가락을 사용하여 게이트 및 드레인 핀을 모두 터치하여 아날로그 멀티미터의 포인터가 미터 눈금의 중앙 범위로 옆으로 돌아가는 것을 관찰할 수 있습니다.
멀티미터의 빨간색 프로브와 MOSFET의 소스 핀에서 오른쪽 손가락을 제거한 다음 빨간색 프로브 및 소스 핀에 손가락을 다시 놓으면 포인터가 여전히 멀티미터 눈금의 중앙에 유지됩니다.
방전을 위해서는 빨간색 프로브를 제거하고 게이트 핀을 한 번만 터치하면 됩니다. 마지막으로 내부 커패시턴스를 다시 방전합니다.
이제 빨간색 프로브를 다시 사용하여 소스 핀을 터치해야 합니다. 그러면 이전에 단순히 게이트 핀을 터치하여 방전한 것처럼 멀티미터의 포인터가 전혀 편향되지 않습니다.

형질

N 채널 MOSFET은 드레인 특성과 전달 특성과 같은 두 가지 특성이 있습니다.

드레인 특성

N-채널 MOSFET의 드레인 특성은 다음과 같습니다.

드레인 특성

n 채널 MOSFET의 드레인 특성은 출력 전류와 드레인 대 소스 전압 VDS로 알려진 VDS 사이에 표시됩니다.
다이어그램에서 볼 수 있듯이 다른 Vgs 값에 대해 현재 값을 플로팅합니다. 따라서 다이어그램에서 가장 낮은 Vgs 값, 최대 Vgs 값 등과 같은 다양한 드레인 전류 플롯을 볼 수 있습니다.
위의 특성에서 전류는 약간의 드레인 전압 후에 일정하게 유지됩니다. 따라서 MOSFET이 작동하려면 드레인에서 소스로의 최소 전압이 필요합니다.
따라서 'Vgs'를 늘리면 채널 너비가 증가하고 결과적으로 더 많은 ID(드레인 전류)가 발생합니다.