Quelles sont les différences entre un MOSFET et un transistor en état ON ?

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Le MOSFET est un transistor à effet de champ très largement utilisé tant dans les circuits analogiques que dans les circuits numériques. Le transistor est également connu sous le nom de transistor bipolaire ; il peut contrôler le flux de courant et amplifier des signaux faibles en signaux électriques à amplitude plus élevée. Les MOSFET et les transistors ont tous deux un état ON ; alors, quelle est la différence entre eux lorsqu’ils sont en état ON ? Lors de l’état ON, pour les MOSFET on utilise généralement Rds, tandis que pour les transistors on utilise généralement Vce en saturation. Existe-t-il alors une situation inverse, où le transistor utiliserait Rce en saturation et le MOSFET Vds en saturation ? Lorsque le transistor est en état ON, il fonctionne dans la zone de saturation, et le courant de conduction Ice est principalement déterminé par Ib et Vce. Comme le courant d’alimentation du bas du transistor, Ib, ne peut généralement pas rester constant, Ice ne peut pas être simplement déterminé par Vce ; par conséquent, on ne peut pas utiliser Rce en saturation pour le représenter (car Rce varie). Comme le Vce est faible en état de saturation, le transistor est généralement représenté par son Vce de saturation. Lorsqu’il est en état ON, le MOSFET fonctionne dans la zone linéaire (équivalente à la zone de saturation d’un transistor). Comme pour les transistors, le courant Ids est déterminé par Vgs et Vds. Cependant, la tension de commande Vgs du MOSFET peut généralement rester constante, de sorte que Ids n’est influencé que par Vds. Ainsi, avec Vgs fixe, l’impédance de conduction Rds reste essentiellement constante ; c’est pourquoi on utilise la valeur Rds pour les MOSFET. Le courant peut circuler dans les deux sens à travers les terminaux D et S du MOSFET. C’est justement cet avantage majeur du MOSFET qui permet l’absence de concept de DCM dans la commutation synchrone : l’énergie peut être transférée de l’entrée vers la sortie, ou bien revenir de la sortie vers l’entrée. Permet un flux d’énergie bidirectionnel. Puisque les points D et S des MOS peuvent être échangés, pourquoi définit-on alors DS ? Pour les transistors MOS à l’intérieur d’un CI, ils sont certainement parfaitement symétriques lors de leur fabrication ; la définition de D et S vise à faciliter l’analyse du sens du courant et les calculs. Deuxièmement, puisque D et S sont définis, quelle est exactement leur différence ? Pour les MOS à puissance, il arrive que, pour des applications particulières telles que la résistance aux tensions ou d’autres objectifs, une zone légèrement dopée soit créée au niveau du terminal D du NMOS afin d’améliorer sa résistance aux tensions ; dans ce cas, D et S diffèrent. Troisièmement, après l’échange de D et S, en quoi les caractéristiques du MOS diffèrent-elles de celles initiales ? Par exemple, Vth, l’effet Miller, la capacité parasitaire, la résistance en conduite, et la tension de claquage Vds. Après l’échange des DS, lorsque Vgs = 0, tant que Vds > 0,7 V, le tube peut également être conducteur, ce qui n’était pas possible avant l’échange. Lorsque Vgs > Vth, un canal de couche inversée s’est formé ; après inversion, les deux présentent les mêmes caractéristiques. Détermination de D et S : nous disons simplement que le courant peut passer de D--à--S, ou bien de S----à---D. Cependant, cela ne signifie pas que les noms des deux bornes D et S peuvent être échangés. La largeur du canal DS est contrôlée par la tension GS. Lorsque G est fixé, S est déterminé. Si ce qui est indiqué ci-dessus est défini comme côté S, on le considère comme D. On considère ce qui était auparavant D comme étant S, et on applique une tension à G et à ce S ; par conséquent, le canal ne change pas et reste fermé. Tant que Vgs n’a pas atteint Vth, Cgs est chargé par la résistance de commande R ; le modèle de cette phase est donc un simple processus de charge RC. Lorsque Vgs atteint Vth, le canal conducteur de DS commence à s’ouvrir et Vd commence à chuter fortement. Selon I = C*dV/dt, le condensateur parasite Cgd voit un courant circuler dans la direction : G --> D. Selon la loi KCL du point de connexion G, le courant Igd divise le courant total ; la majeure partie du courant d’alimentation se dirige vers Igd, laissant une petite partie continuer à couler vers Cgs. Par conséquent, on observe une courte période où Vgs varie de manière relativement plate. Voilà la plateforme Miller.