ແນະນຳ
ໃນຂອບເຂດຂອງອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ, ໂລຫະ-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET ) ໄດ້ກາຍມາເປັນໂຄງສ້າງພື້ນຖານໃນວົງຈອນທີ່ທັນສະໄຫມ. ໃນຂະນະທີ່ transistors bipolar junction ແບບດັ້ງເດີມ (BJTs) ໄດ້ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການພັດທະນາອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ, MOSFETs ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາມັກໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆ. ບົດຂຽນນີ້ອະທິບາຍເຖິງເຫດຜົນວ່າເປັນຫຍັງວິສະວະກອນແລະນັກອອກແບບເລືອກ MOSFETs ຫຼາຍກວ່າ transistors ທໍາມະດາ, ຂຸດຄົ້ນປະສິດທິພາບການດໍາເນີນງານ, ຜົນປະໂຫຍດຂອງໂຄງສ້າງ, ແລະຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີທີ່ພວກເຂົານໍາມາສູ່ລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ.
ຄວາມແຕກຕ່າງພື້ນຖານລະຫວ່າງ MOSFETs ແລະ BJTs
ຢູ່ໃນຫຼັກ, MOSFETs ແລະ BJTs ເຮັດວຽກເປັນສະຫຼັບຫຼືເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງໃນວົງຈອນເອເລັກໂຕຣນິກ, ແຕ່ພວກເຂົາປະຕິບັດໃນຫຼັກການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. BJTs ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ຄວບຄຸມໃນປະຈຸບັນ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການໄຫຼວຽນຂອງພື້ນຖານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອໃຫ້ສາມາດປະຕິບັດໄດ້. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, MOSFETs ແມ່ນຄວບຄຸມແຮງດັນ, ຕ້ອງການແຮງດັນໄຟຟ້າຢູ່ທີ່ປະຕູຮົ້ວເພື່ອດັດແປງການນໍາທາງລະຫວ່າງທໍ່ລະບາຍນ້ໍາແລະແຫຼ່ງທີ່ມາ. ຄວາມແຕກຕ່າງພື້ນຖານນີ້ນໍາໄປສູ່ຂໍ້ໄດ້ປຽບການດໍາເນີນງານຫຼາຍສໍາລັບ MOSFETs.
ປະສິດທິພາບໃນການບໍລິໂພກພະລັງງານ
ລັກສະນະຄວບຄຸມແຮງດັນຂອງ MOSFETs ຫມາຍຄວາມວ່າພວກເຂົາໃຊ້ພະລັງງານຫນ້ອຍລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນວົງຈອນການຂັບຂີ່ທຽບກັບ BJTs. ເນື່ອງຈາກບໍ່ມີກະແສປະຕູຮົ້ວແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຮັກສາສະຖານະຂອງ MOSFET (ຍົກເວັ້ນໃນໄລຍະການຫັນປ່ຽນທີ່ capacitance ປະຕູຖືກຄິດຄ່າທໍານຽມຫຼືປ່ອຍອອກ), ການໃຊ້ພະລັງງານຄົງທີ່ແມ່ນຫນ້ອຍ. ປະສິດທິພາບນີ້ແມ່ນສໍາຄັນໃນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ຫມໍ້ໄຟແລະການເຊື່ອມໂຍງຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ປະສິດທິພາບພະລັງງານແປວ່າອາຍຸຫມໍ້ໄຟຍາວແລະບັນຫາຄວາມຮ້ອນຫຼຸດລົງ.
ການຕອບສະໜອງຄວາມໄວແລະຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນ
MOSFETs ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໃຫ້ຄວາມໄວການປ່ຽນທີ່ໄວກວ່າເມື່ອທຽບກັບ BJTs. ການຂາດການເກັບຮັກສາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນພາກພື້ນພື້ນຖານ (ເຊັ່ນໃນ BJTs) ອະນຸຍາດໃຫ້ MOSFETs ເປີດແລະປິດຢ່າງໄວວາ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງ. ຄຸນລັກສະນະນີ້ແມ່ນເປັນປະໂຫຍດໂດຍສະເພາະໃນການສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານແລະວົງຈອນດິຈິຕອນຄວາມໄວສູງບ່ອນທີ່ການຫັນປ່ຽນໄວແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບການປະຕິບັດ.
ປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງ
ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນແມ່ນລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນຂອງການອອກແບບເອເລັກໂຕຣນິກ. MOSFETs ສະແດງຄ່າສໍາປະສິດອຸນຫະພູມໃນທາງບວກ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າຄວາມຕ້ານທານຂອງພວກມັນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມອຸນຫະພູມ. ຄຸນສົມບັດນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າແລະການຂະຫນານຂອງ MOSFETs ຫຼາຍງ່າຍຂຶ້ນໂດຍບໍ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ເປັນບັນຫາທົ່ວໄປກັບ BJTs ເນື່ອງຈາກຄ່າສໍາປະສິດອຸນຫະພູມລົບຂອງພວກເຂົາ.
ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນ
ການອອກແບບໂຄງສ້າງຂອງ MOSFETs ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ການກໍ່ສ້າງ planar ຂອງເຂົາເຈົ້າອະນຸຍາດໃຫ້ສໍາລັບພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນການຕິດຕໍ່ກັບຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ປັບປຸງການນໍາຄວາມຮ້ອນ. ຄຸນນະສົມບັດນີ້ແມ່ນສໍາຄັນໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີພະລັງງານສູງບ່ອນທີ່ການກໍາຈັດຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນເພື່ອຮັກສາຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນແລະອາຍຸຍືນ.
ສຽງລົບກວນຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ
MOSFETs ໂດຍປົກກະຕິຜະລິດສຽງຄວາມຮ້ອນຫນ້ອຍລົງເມື່ອທຽບກັບ BJTs. ລັກສະນະນີ້ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເຫມາະສົມສໍາລັບວົງຈອນອະນາລັອກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຂະຫຍາຍສຽງຕ່ໍາ, ເຊັ່ນໃນອຸປະກອນສຽງທີ່ມີຄວາມຊື່ສັດສູງແລະອຸປະກອນປະມວນຜົນສັນຍານທີ່ລະອຽດອ່ອນ.
ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍແລະການລວມຢູ່ໃນ ICs
ຫນຶ່ງໃນຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນຂອງ MOSFETs ແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍຂອງມັນ. ພວກເຂົາສາມາດຜະລິດໄດ້ໃນລະດັບຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ສຸດ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ (ICs). ຄວາມສາມາດໃນການວາງ MOSFET ຫຼາຍລ້ານຢູ່ໃນຊິບດຽວເຮັດໃຫ້ການເຮັດວຽກທີ່ສັບສົນທີ່ພົບເຫັນຢູ່ໃນຈຸນລະພາກທີ່ທັນສະໄຫມແລະອຸປະກອນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ.
ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບເຕັກໂນໂລຊີ CMOS
ເທກໂນໂລຍີ MOS ເສີມ (CMOS), ເຊິ່ງໃຊ້ທັງ N-channel ແລະ P-channel MOSFETs, ປະກອບເປັນກະດູກສັນຫຼັງຂອງວົງຈອນຕາມເຫດຜົນດິຈິຕອນສ່ວນໃຫຍ່. ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາແລະພູມຕ້ານທານສຽງສູງຂອງວົງຈອນ CMOS ແມ່ນມາຈາກຄຸນສົມບັດຂອງ MOSFET ໂດຍກົງ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ນີ້ຮັບປະກັນວ່າ MOSFETs ຍັງຄົງເປັນສ່ວນຫນຶ່ງໃນການວິວັດທະນາຂອງເທກໂນໂລຍີ semiconductor.
ຄວາມກ້າວຫນ້າໃນເຕັກນິກການ fabrication
ເຕັກນິກການຜະລິດທີ່ທັນສະໄຫມໄດ້ປັບປຸງການປະຕິບັດຂອງ MOSFETs ຕື່ມອີກ. ນະວັດຕະກໍາເຊັ່ນ FinFETs ແລະ Silicon-on-Insulator (SOI) ເຕັກໂນໂລຢີຫຼຸດຜ່ອນການຮົ່ວໄຫຼແລະປັບປຸງການຄວບຄຸມການສ້າງຊ່ອງທາງ, ນໍາໄປສູ່ອຸປະກອນທີ່ໄວແລະມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ. ຄວາມກ້າວຫນ້າເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງໂຄງສ້າງ MOSFET ໃນການປັບຕົວກັບຄວາມຕ້ອງການດ້ານເຕັກໂນໂລຢີໃຫມ່.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບສະເພາະຂອງແອັບພລິເຄຊັນ
MOSFETs ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບສະເພາະໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆເນື່ອງຈາກຄຸນລັກສະນະທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເຂົາເຈົ້າ. ຄວາມສາມາດຂອງພວກເຂົາໃນການຈັດການການໂຫຼດໃນປະຈຸບັນສູງແລະປະຕິບັດງານໃນຄວາມຖີ່ສູງເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເຫມາະສົມສໍາລັບການໄຟຟ້າໄຟຟ້າແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ RF, ຕາມລໍາດັບ.
ພະລັງງານລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ
ໃນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, MOSFETs ແມ່ນມັກສໍາລັບປະສິດທິພາບຂອງພວກເຂົາໃນຄວາມຖີ່ສູງແລະຄວາມສາມາດໃນການຈັດການລະດັບພະລັງງານທີ່ສໍາຄັນ. ພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປໃນ inverter, motor drivers, ແລະ power converters. ການນໍາໃຊ້ MOSFETs ໃນລະບົບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການປັບປຸງ, ຂະຫນາດຫຼຸດລົງ, ແລະການປັບປຸງປະສິດທິພາບ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ (RF).
MOSFETs ແມ່ນເຫມາະສົມດີສໍາລັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ RF ເນື່ອງຈາກ impedance ຂາເຂົ້າສູງແລະຄວາມສາມາດໃນການປ່ຽນໄວ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນອຸປະກອນການສື່ສານ, ເຊັ່ນ: ໂທລະສັບມືຖືແລະອຸປະກອນເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍ, ນໍາໃຊ້ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເພື່ອບັນລຸການສົ່ງຂໍ້ມູນຄວາມໄວສູງແລະການຮັບ.
ຄວາມທົນທານແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື
MOSFETs ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບຄວາມແຂງແຮງຂອງພວກເຂົາໃນສະພາບການດໍາເນີນງານຕ່າງໆ. ຄວາມສາມາດໃນການທົນທານຕໍ່ແຮງດັນຂອງແຮງດັນແລະເງື່ອນໄຂເກີນປະຈຸບັນປະກອບສ່ວນກັບຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ.
ການປັບປຸງແຮງດັນໄຟຟ້າ
MOSFETs ສາມາດຖືກອອກແບບດ້ວຍແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກສູງ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າເປັນຄວາມກັງວົນ. ລັກສະນະນີ້ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນໂດຍສະເພາະໃນລົດຍົນແລະອຸດສາຫະກໍາທີ່ສິ່ງລົບກວນໄຟຟ້າສາມາດມີຄວາມສໍາຄັນ.
ອາຍຸຍືນໃນຊີວິດການດໍາເນີນງານ
ລັກສະນະສະຖານະແຂງຂອງ MOSFETs, ບໍ່ມີສ່ວນເຄື່ອນທີ່ ຫຼືກົນໄກການເຊື່ອມໂຊມທີ່ມີຢູ່ໃນອົງປະກອບອື່ນໆ, ຮັບປະກັນຊີວິດການເຮັດວຽກທີ່ຍາວນານ. ອາຍຸຍືນນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຮັກສາແລະການທົດແທນໃນການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວ.
ປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ
ຂະບວນການຜະລິດສໍາລັບ MOSFETs ໄດ້ຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດໃນໄລຍະທົດສະວັດ, ເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນການຜະລິດຕ່ໍາ. ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍແລະຄວາມສາມາດໃນການປະສົມປະສານຂອງພວກເຂົາຢ່າງຫນາແຫນ້ນໃນ wafers ຊິລິໂຄນປະກອບສ່ວນປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍ.
ເສດຖະກິດຂອງຂະຫນາດ
ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຕ້ອງການອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ, ການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ MOSFETs ໄດ້ນໍາໄປສູ່ເສດຖະກິດຂະຫນາດ. ປັດໄຈນີ້ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່ຫນ່ວຍຂອງ MOSFETs, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຊື້ໄດ້ຫຼາຍສໍາລັບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຂອງຜູ້ບໍລິໂພກແລະການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາຂະຫນາດໃຫຍ່ຄືກັນ.
ຄວາມງ່າຍດາຍຂອງການອອກແບບວົງຈອນ
ຄຸນລັກສະນະຂອງ MOSFETs ອະນຸຍາດໃຫ້ອອກແບບວົງຈອນທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ມີອົງປະກອບຫນ້ອຍ. ຄວາມລຽບງ່າຍນີ້ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍວັດສະດຸແລະເວລາປະກອບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລັກສະນະທີ່ມີແຮງດັນຂອງ MOSFETs ສາມາດລົບລ້າງຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບວົງຈອນໄດເວີເພີ່ມເຕີມທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບ BJTs.
ການພິຈາລະນາດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ
ໃນຍຸກປະຈຸບັນ, ຜົນກະທົບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນໃນການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີ. MOSFETs ປະກອບສ່ວນໃນທາງບວກຕໍ່ກັບລັກສະນະນີ້ໂດຍຜ່ານປະສິດທິພາບພະລັງງານແລະການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸຫຼຸດລົງ.
ປະສິດທິພາບພະລັງງານ
ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາໃນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ MOSFETs ເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານຫຼຸດລົງ. ປະສິດທິພາບນີ້ແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນໃນການຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມຂອງສູນຂໍ້ມູນ, ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກບໍລິໂພກ, ແລະອຸປະກອນອຸດສາຫະກໍາ.
ການຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອເອເລັກໂຕຣນິກ
ຄວາມທົນທານແລະອາຍຸຍືນຂອງ MOSFETs ປະກອບສ່ວນໃຫ້ອາຍຸອຸປະກອນທີ່ຍາວນານ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອເອເລັກໂຕຣນິກ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ທ່າອ່ຽງໄປສູ່ການຂະຫຍາຍຂະໜາດນ້ອຍດ້ວຍ MOSFETs ຫຼຸດລົງການນຳໃຊ້ວັດສະດຸ, ສອດຄ່ອງກັບເປົ້າໝາຍຄວາມຍືນຍົງ.
ສະຫຼຸບ
ຄວາມມັກສໍາລັບ MOSFETs ຫຼາຍກວ່າ transistors ແບບດັ້ງເດີມແມ່ນຮາກຖານໃນການປະຕິບັດທີ່ເຫນືອກວ່າ, ປະສິດທິພາບ, ແລະການປັບຕົວກັບຄວາມຕ້ອງການເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄຫມ. ການດໍາເນີນງານທີ່ມີການຄວບຄຸມແຮງດັນ, ຂະຫນາດ, ແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບເຕັກໂນໂລຢີການຜະລິດທີ່ກ້າວຫນ້າເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເປັນສິ່ງທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ໃນການອອກແບບວົງຈອນທີ່ທັນສະໄຫມ. ໃນຂະນະທີ່ອຸດສາຫະກໍາເອເລັກໂຕຣນິກຍັງສືບຕໍ່ກ້າວໄປສູ່ການເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະການເຊື່ອມໂຍງທີ່ສູງຂຶ້ນ, ບົດບາດຂອງ ອຸປະກອນ MOSFET ຖືກກໍານົດໃຫ້ກາຍເປັນທີ່ໂດດເດັ່ນ, ຂັບລົດນະວັດຕະກໍາໃນທົ່ວໂດເມນເຕັກໂນໂລຢີຕ່າງໆ.
