Metal Oksit Silikon FET, MOSFET olarak bilinir. MOSFET, pn eklemine sahip bir yapısı bulunmadığından JFET’ten farklıdır. Onun yerine, MOSFET kanaldan ince bir Silisyumdioksit (SiO2) tabakasıyla yalıtılır. Silisyumdioksit tabakası Alan Etkili Transistörün giriş direncini oldukça yüksek (1010W yada daha yüksek) değerlere çıkarmaktadır. Bu yüksek giriş direnci gate-drain geriliminin her yönünde ve her değerinde korunur. Çünkü giriş direnci ters kutuplanmış p-n eklemine bağlı değildir.
İki farklı tip MOSFET vardır: Zenginleştirilmiş (enhancement) ve fakirleştirilmiş (depletion) tip MOSFET. Bu iki tip MOSFET hem p kanallı ve hem de n kanallı olarak üretilebilir. Burada bu türlerden sadece zenginleştirilmiş tip n-kanal MOSFET açıklanacaktır.
Şekil 1 de n- ve p-kanal MOSFET’lerin sembolleri gösterilmektedir.
Şekil 1. MOSFET sembolleri
MOSFET’ler yüksek akımlı uygulamalarda iletime geçirilmesi daha kolay olduğundan oldukça sık kullanılırlar
(örneğin anahtarlamalı güç kaynaklarında). MOSFET’ler çok küçük bir akımla sürülebilirler.
MOSFET’İN ÇALIŞMASI
Şekil 2 de, direnç üzerindeki gerilimler ve n-kanal zenginleştirilmiş tip MOSFET’in 3 farklı gate gerilimleri gösterilir. Gate gerilimi 2.5 volt civarındayken direnç üzerinde hiçbir gerilim yoktur. Bu ise hiçbir akımın akmadığı anlamına gelir yani transistör iletimde değildir. Transistör kısmi iletime geçtiğinde ise her iki devre elemanında da gerilim düşümü olacaktır. Transistör tamamen iletime geçtiğinde de (gate gerilimi yaklaşık 4.5 volt olduğunda) bütün kaynak gerilimi direnç üzerinde düşer ve transistör üzerinde hiçbir gerilim düşümü olmaz. Bu ise transistörün source ve drain uçlarının aynı gerilime sahip olduğunu gösterir. Transistör tamamen iletime geçtiğinde direncin alt ucu toprağa bağlanmış gibidir.
Şekil 2. MOSFET’in çalışması
|
Gate ucuna uygulanan gerilim
|
Direnç üzerindeki gerilim
|
Transistör üzerindeki gerilim
|
|---|---|---|
|
2.5 volt
|
≈0
|
yaklaşık 12 volt
|
|
3.5 volt
|
12 volttan az
|
12 volttan az
|
|
4.5 volt
|
yaklaşık 12 volt
|
≈0
|
MOSFET’LE İLGİLİ BİR ANİMASYON
Şekil 3 daki simülasyonda ise bir lambaya bağlanmış bir n-kanal zenginleştirilmiş tip MOSFET görülmektedir.
Uygulanan ayarlı gerilim 3 voltun altına düştüğünde, lamba sönüktür. Lamba veya MOSFET üzerinden hiçbir akım akmamaktadır. Butona basar basmaz, kondansatör şarj olmaya başlayacaktır (yükselen sarı çizgiyle gösterilir). MOSFET iletime geçtiğinde, drain ucundaki gerilim düşmeye başlayacaktır (alçalan yeşil çizgiyle gösterilir). Gate ucundaki gerilim düşmeye başladığında, lamba üzerindeki gerilim de artmaya başlayacaktır.
Bu gerilim ne kadar çok artarsa lambada o kadar parlak hale gelecektir. Gate geilimi yaklaşık 4 volta eriştikten sonra lambanın en parlak olduğu anı görebilirsiniz (Bu anda lamba uçlarında 12 volt vardır). MOSFET üzerinde ise hiçbir gerilim yoktur. Dikkat edilirse, 3 voltun altında MOSFET tamamen kesimde (drain-source uçları arası açık devre) ve 4 voltun üzerinde de iletimdedir. 3 voltun altındaki herhangi bir gate gerilimi MOSFET üzerinde hiçbir etki oluşturmaz, 4 voltun üzerindeki gerilimlerde ise çok az bir etki vardır.
Şekil 3. MOSFET ile bir uygulama