มอสเฟตกำลัง (Power Mosfet)


(Permpol Thanapunnamas) #1

…มอสเฟตกำลังหรือเพาเวอร์มอสเฟต เป็นอุปกรณ์เพาเวอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีขนาดกำลังต่ำ แต่มีความสามารถในการสวิตชิ่งที่ความถี่สูงๆได้ดี มอสเฟตเป็นอุปกรณ์ชนิดที่ควบคุมการทำงานด้วยแรงดัน (Voltage Controlled) โดยจะต้องมีศักดาไฟฟ้าตกคร่อมที่ขาเกท (gate) และซอร์ส (source) เพื่อที่จะสร้างสัญญาณกระแสสู่ขาเดรน (drain) เนื่องจากขาเกทถูกแยกออกจากขาซอร์ส โดยชิ้นซิลิกอนออกไซด์ (Silicon Oxide) จึงเปรียบเสมือนมีค่าตัวเก็บประจุ C ที่ทางด้านอินพุต เราจึงกล่าวได้ว่ามอสเฟตเป็นอุปกรณ์ที่มี High Impedance การหยุดทำงานของมอสเฟตไม่จำเป็นต้องทำการรีเวอร์กระแส เพราะมอสเฟตเป็นอุปกรณ์ประเภท Majority carrier semiconductor มันจะเริ่มหยุดนำกระแสทันทีที่ไม่มีศักดาไฟฟ้าที่ขาเกทและซอร์ส ดังนั้น การหยุดนำกระแสของมอสเฟตจึงขึ้นอยู่กับค่าศักดาไฟฟ้าที่เกทและซอร์ส

mosfet-N%20Chanel

รูปที่ 1 แสดงสัญลักษณ์ของมอสเฟตชนิด N Chanel

…ในรูปที่ 2 แสดงลักษณะการทำงานของเพาเวอร์มอสเฟต ลักกษณะของกราฟแสดงขอบเขตการทำงานที่ชัดเจน 2 ลักษณะ คือ ภาวะความต้านทานคงที่ (Constant Resistant) และ ภาวะกระแสคงที่ (Constant Current) ที่ภาวะกระแสคงที่ เมื่อศักดาไฟฟ้าที่เดรนและซอร์สเพิ่มขึ้น กระแสเดรนจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน จนกระทั่งศักดาไฟฟ้าที่เดรนซอร์สเพิ่มขึ้นถึงจุดที่เรียกว่า Pinch-off กระแสเดรนจะเริ่มคงที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลง

power%20-%20mosfet

รูปที่ 2 แสดงคุณสมบัติการทำงานของมอสเฟต

…ที่ภาวะความต้านทานคงที่ ก็คือภาวะที่ศักดาไฟฟ้าตกคร่อมที่ขาเดรนและซอร์สหรือแรงดันดรอปที่ขาเดรนและซอร์ส จะเป็นสัดส่วนกับกระแสเดรน ซึ่งเปรียบเสมือนมีตัวต้านทานคงที่ตัวหนึ่ง ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญที่จะเป็นตัวกำหนดกำลังสูญเสีย (Power loss)