Materiāla, piemēram, pusvadītāja, īpašību izpēte ir novedusi pie revolucionāriem atklājumiem. Laika gaitā parādījās tehnoloģijas, kas ļāva rūpnieciskā mērogā ražot diodes, MOSFET, tiristoru un citus elementus. Viņi veiksmīgi nomainīja vakuuma caurules un ļāva īstenot visdrosmīgākās idejas. Pusvadītāju elementi tiek izmantoti visās mūsu dzīves jomās. Tie palīdz mums apstrādāt milzīgus informācijas apjomus; uz to pamata tiek ražoti datori, magnetofoni, televizori utt.
Kopš pirmā tranzistora izgudrošanas, tas notika 1948. gadā, ir pagājis daudz laika. Parādījās šī elementa šķirnes: punktveida germānija, silīcijs, lauka efekts vai MOS tranzistors. Tos visus plaši izmanto elektroniskajās iekārtās. Pusvadītāju īpašību izpēte mūsu laikos nebeidzas.
Šo pētījumu rezultātā tika izveidota tāda ierīce kā MOSFET. Tās darbības princips ir balstīts uz faktu, ka elektriskā lauka (tātad cits nosaukums - lauks) ietekmē mainās vadītspējapusvadītāja virsmas slānis, kas atrodas saskarnē ar dielektriķi. Tieši šis īpašums tiek izmantots elektroniskajās shēmās dažādiem mērķiem. MOSFET ir tāda struktūra, kas vadības signāla ietekmē ļauj pretestību starp noteci un avotu samazināt līdz gandrīz nullei.
Tā īpašības atšķiras no bipolārā “konkurenta”. Tieši viņi nosaka tā piemērošanas jomu.
- Augstu veiktspēju nodrošina paša kristāla miniaturizācija un tā unikālās īpašības. Tas ir saistīts ar zināmām grūtībām rūpnieciskajā ražošanā. Pašlaik tiek ražoti kristāli ar 0,06 µm aizbīdni.
- Maza pārejoša kapacitāte ļauj šīm ierīcēm darboties augstas frekvences ķēdēs. Piemēram, LSI ar to izmantošanu tiek veiksmīgi izmantoti mobilajos sakaros.
- Gandrīz nulles pretestība, kāda MOSFET ir atvērtā stāvoklī, ļauj to izmantot kā elektroniskus slēdžus. Tos var izmantot augstfrekvences signālu ģenerēšanas ķēdēs vai apejot elementus, piemēram, darbības pastiprinātājus.
- Šāda veida jaudīgas ierīces tiek veiksmīgi izmantotas jaudas moduļos, un tās var iekļaut indukcijas ķēdēs. Labs to izmantošanas piemērs būtu frekvences pārveidotājs.
Projektējot un strādājot ar šādiem elementiem, ir jāņem vērā dažas funkcijas. MOSFET ir jutīgi pret reverso spriegumu un ir vieglinav kārtībā. Induktīvajās shēmās parasti tiek izmantotas ātras Šotkija diodes, lai izlīdzinātu apgrieztā sprieguma impulsu, kas rodas pārslēgšanas laikā.
Šo ierīču izmantošanas izredzes ir diezgan lielas. To izgatavošanas tehnoloģijas uzlabošana iet pa kristāla samazināšanas ceļu (slēģu mērogošana). Pamazām parādās ierīces, kas spēj vadīt arvien jaudīgākus elektromotorus.
