MOSFET
(Substrate)
Resim 1: MOSFET simgesi
(Substrate)
Resim 1: MOSFET anahtarlama simgesi
(daire çizilmeden de olabilir)
MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (S, silikon anlamına da gelebilir). Modern işlemlerde kapı üretiminde artık oksit kullanılmadığından, Yalıtılmış Geçitli FET IGFET (Insulated Gate FET) adı da kullanılmaktadır. MOSFET, alan etkili transistörün daha ileri bir tipidir ve JFET e göre bazı üstünlüklere sahiptir. MOSFET in giriş empedansı JFET e göre daha büyüktür (10 ila 100 MΩ arası). Bu çok yüksek giriş empedansı sayesinde bağlı bulunduğu devreleri hiçbir zaman yüklemez ve yüksek kazanç katsayıları nedeniyle MOSFET ler YF-yükselteçlerinde ve hem ölçüm aygıtlarında, hem de laboratuvar devrelerinde kullanılmaya çok uygundurlar.
İkikutuplu transistörlerde olduğu gibi, MOSFET in de iki yapı türü vardır: n-kanal MOSFET ve p-kanal MOSFET. Bunlar kendiliğinden-uyartımlı çoğalan tip (enhancement type) ve kendiliğinden-iletkenliği tükenen tip (depletion type) MOSFET transistörlerdir. En az üç ucu bulunur: Kapı, akaç ve kaynak, bazılarında ilaveten dördüncü uç, altkatman ucu da dışarıya çıkartılır. Resim. 1 de MOSFET devre şeması simgesi yer alıyor.
Resim 2: bir n- kanal MOSFET in şematik yapısı
Resim 2: bir n- kanal MOSFET in şematik yapısı
MOSFET gerilim kontrollü bir transistördür. Kapı ile kaynak arasına uygulanan gerilim vasıtasıyla akaç ile kaynak arasındaki akıma kumanda edilir. Neredeyse geçitten hiç akım akmaz. Bu yapısıyla; kapı ucu, yalıtkan katman ve altkatman ucu arasında, altkatman ve kapı arasına uygulanan gerilimle dolan bir kondansatör meydana gelir. Böylece altkatmanda bulunan azınlık taşıyıcıları (p-silisyum elektronları) sınıra doğru göç ederler ve çoğunluk taşıyıcıları (n-silisyum delikleri) ile yeniden birleşirler. Bu, çoğunluk taşıyıcılarının yer değiştirmesini etkiler ve tükenim (depletion) olarak adlandırılır. Belirli bir Uth eşik geriliminden (threshold voltage) sonra yer değiştirme öyle çok fazlalaşır ki, artık yeniden birleşmeler mümkün olamaz. Bu, azınlık taşıyıcıların birikmesine yol açar, böylece esasen p-katkılı altkatman sayesinde, yalıtkan katmanın yakınındaki n-kanal, iletken hale gelir. Bu duruma kuvvetli „evrilme“ (inversion) denir. Şimdi, yük taşıyıcıları hemen hemen engelle karşılaşmadan kaynaktan akaca doğru akabildiği, kaynak ve akaç n-bölgelerini birbirine bağlayan, bir ince n-kanallı- iletken kanal meydana gelir.
Bir MOSFET’ in yükselteç olarak kullanılması
Resim 3: Tek MOSFET kullanılan bir yükselteç devresi
Resim 3: Tek MOSFET kullanılan bir yükselteç devresi
Resim. 3 te kendiliğinden-kitlenen BS170 tipi n-kanal MOSFET kullanılan standart bir yükselteç devresi bulunuyor. Bu yükselteç devresi çok büyük bir giriş empedansına, iyi bir frekans tepkisine (frequency response) sahiptir ve sıkça empedans dönüştürücü olarak kullanılır. C1 ve C2 kondansatörlerinin görevi giriş ve çıkışta DC yalıtımı yapmaktır. R1 ve R2 dirençleri girişte bir gerilim bölücü gibi çalışır ve kazanç katsayısını belirler. Öngerilim, kapıya R3 direnci üzerinden sağlanır. Bu tür çalışma „dinamik öngerilimleme“ olarak adlandırılır ve aynı zamanda frekans tepkisini arttıran, fakat kazanç katsayısını azaltan bir gerilim geri beslemesinin meydana gelmesine sebep olur. R4 direnci, diğer tüm yükselteç devrelerinde olduğu gibi, çalışma akımını ve dolayısıyla çalışma noktasını belirler. JFET ler de olduğu gibi, bu devrede de çıkışta 180° lik bir faz kayması meydana gelir.