Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 8: Linh kiện Mosfet

Đại Học Công Nghệ Thông Tin 
ĐH QG TPHCM
Môn học : Nhập Môn Điện Tử
TP HCM - 2012
MOSFET
Giới thiệu MOSFET
Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect 
Transistor ) là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông 
thường mà ta đã biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra 
dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho khuyếch đại các nguồn tín 
hiệu yếu, Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính . 
- Có hai loại MOSFET: loại kênh N và loại kênh P
 Transistor hiệu ứng trường gồm hai loại: 
- MOSFET có cấu trúc cổng bằng kim loại – oxit – bán dẫn.
- N-MOSFET.
- P-MOSFET.
- JFET có cấu trúc cổng bằng chuyển tiếp P-N
 Ứng dụng của transistor hiệu ứng trường.
- Sử dụng trong các mạch khuếch đại, mạch phát sóng 
- Sử dụng như một công tắc.
- Sử dụng trong việc tích hợp IC.
MOSFET
Giới thiệu MOSFET
MOSFET
Cấu tạo MOSFET
MOSFET kênh N
G : Gate gọi là cực cổng 
S : Source gọi là cực nguồn 
D : Drain gọi là cực máng 
Cấu tạo MOSFET kênh N
MOSFET
Nguyên tắc hoạt động của MOSFET
• Khi công tắc K1 đóng, nguồn UG cấp vào hai cực GS làm điện áp UGS > 0V => đèn Q1 
dẫn => bóng đèn D sáng. 
• Khi công tắc K1 ngắt, điện áp tích trên tụ C1 (tụ gốm) vẫn duy trì cho đèn Q dẫn => 
chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS. 
• Khi công tắc K2 đóng, điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0 => UGS= 0V => đèn tắt 
Thí nghiệm : Cấp nguồn UD qua 
bóng đèn D vào hai cực D và S 
của Mosfet Q (Phân cực thuận 
cho Mosfet ngược) ta thấy bóng 
đèn không sáng nghĩa là không có 
dòng điện đi qua cực DS khi chân 
G không được cấp điện. 
Transistor hiệu ứng trường.
Khi VGS = 0
IDS = 0
MOSFET không hoạt động.
 Nguyên tắc hoạt động của N-MOSFET
G G
VGS = 0 VGS = 0
VDS = 0 VDS > 0
pp
Ion acceptor Ion acceptor
Ion acceptor
MOSFET
 Nguyên tắc hoạt động của N-MOSFET.
Khi VGS < 0
Sau khi áp thế VGS
Giản đồ mức năng lượng 
của chuyển tiếp kim loại-
oxit-bán dẫn.
EC
EVhh
e
G
G
VDS = 0
VDS > 0
VGS < 0
VGS < 0
h
h
e
e
p
p
E
E
E
E
Kim loại Bán dẫn loại p
Kim loại Bán dẫn loại p
Ion acceptor
Ion acceptor
Trước khi áp thế VGS
Transistor hiệu ứng trường.
MOSFET
 Nguyên tắc hoạt động của N-MOSFET.
Khi 0 < VGS < VTN
G
ep
h
0 < VGS < VTN
VDS = 0
VDS > 0
G
0 < VGS < VTN
e
h E
E
E
p E
Kim loại Bán dẫn loại pWD
EC
EV
h
-
Giản đồ mức năng lượng 
của chuyển tiếp kim loại-
oxit-bán dẫn.
Ion acceptor Ion acceptor
Kim loại Bán dẫn loại p
Sau khi áp thế VGS
Trước khi áp thế VGS
-
-
-
Ion acceptor
Transistor hiệu ứng trường.
MOSFET
electron
E
Kim loại Bán dẫn loại pWD
EC
EV
Giản đồ mức năng lượng 
của chuyển tiếp kim loại –
oxit - bán dẫn.
Khi VGS > VTN
 Nguyên tắc hoạt động của N-MOSFET
h
e
ee
G
VGS > VTN
VDS = 0
h
p
VGS > VTH
VDS > 0
G
e
h
p
E
E
E
Ion acceptor Ion acceptor
(1)
Kim loại Bán dẫn loại p
Trước khi áp thế VGS
Sau khi áp thế VGS
Transistor hiệu ứng trường.
MOSFET
Chứng minh dòng IDS
với 
Ta có 
(1) 
(2) 
(1) 
Transistor hiệu ứng trường.
MOSFET
Khi VGS >VTN
 Nguyên tắc hoạt động của N-MOSFET
Vùng điện 
tich không 
gian bị thay 
đổi
Kênh dẫn bị hẹpTrạng thái bão hòa
Đặc tuyến IDS-VDS của N-MOSFET
VDS=VGS-VTN
VDS=VGS-VTN
(2)
Transistor hiệu ứng trường.
MOSFET
Đo kiểm tra MOSFET
MOSFET
MOSFET còn tốt
• Bước 1 : Chuẩn bị để thang x1KW
• Bước 2 : Nạp cho G một điện tích ( để 
que đen vào G que đỏ vào S hoặc D )
• Bước 3 : Sau khi nạp cho G một điện 
tích ta đo giữa D và S ( que đen vào D que 
đỏ vào S ) => kim sẽ lên. 
• Bước 4 : Chập G vào D hoặc G vào S để 
thoát điện chân G.
• Bước 5 : Sau khi đã thoát điện chân G đo 
lại DS như bước 3 kim không lên. => Kết quả như vậy là Mosfet tốt.
Đo kiểm tra MOSFET
MOSFET
MOSFET bị chập
• Bước 1: Để đồng hồ thang x 1K
• Bước 2: Đo giữa G và S hoặc giữa G và
D nếu kim lên = 0 W là chập
• Bước 3: Đo giữa D và S mà cả hai chiều
đo kim lên = 0 W là chập D S
=> Kết quả như vậy là Mosfet bị chập.