Un MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) est un dispositif semi-conducteur. Un MOSFET est le plus couramment utilisé dans le domaine de l’électronique de puissance. Un semi-conducteur est constitué d’un matériau manufacturé qui n’agit ni comme un isolant ni comme un conducteur. Un isolant est un matériau naturel qui ne conduit pas l’électricité, comme un morceau de bois sec. Un conducteur est un matériau naturel qui conduit ou laisse passer l’électricité. Les métaux sont les exemples les plus courants de conducteurs. Le matériau semi-conducteur à partir duquel des dispositifs tels qu’un MOSFET sont fabriqués présente à la fois des propriétés d’isolation et des propriétés de conduction. Plus important encore, les semi-conducteurs sont conçus de telle sorte que les propriétés de conduction ou d’isolation puissent être contrôlées.
Le transistor est peut-être le dispositif semi-conducteur le plus connu. Les premiers transistors utilisent une technologie appelée matériau bipolaire. Le silicium pur peut être falsifié ou « corrompu », un processus appelé « dopage ». Il est possible de fabriquer un matériau de type p (positif) ou un matériau de type n (négatif) en fonction du matériau utilisé pour « doper » ou corrompre le silicium pur. Si vous combinez un matériau de type p et un matériau de type n, vous disposez d’un appareil bipolaire. Le transistor est un exemple de base d’un dispositif bipolaire. Le transistor a trois bornes, le collecteur, l’émetteur et la base. Le courant dans la borne de base est utilisé pour contrôler le flux de courant entre l’émetteur et le collecteur.
La technologie MOSFET est une amélioration de la technologie bipolaire. Les matériaux de type n et p sont toujours utilisés, mais des isolants en oxyde métallique sont ajoutés pour améliorer les performances. Il n’y a encore généralement que trois terminaux, mais ils ont maintenant les noms suivants, la source, le drain et la porte. La partie effet de champ du nom fait référence à la méthode utilisée pour contrôler le flux d’électrons ou de courant à travers l’appareil. Le courant est proportionnel au champ électrique développé entre la grille et le drain.
Une autre amélioration très importante par rapport à la technologie bipolaire est qu’un MOSFET a un coefficient de température positif. Cela signifie que lorsque la température de l’appareil augmente, sa tendance à conduire le courant diminue. Cette fonctionnalité permet au concepteur de l’utiliser facilement en parallèle pour augmenter la capacité du système. Un dégivreur bipolaire a l’effet inverse.
Avec la technologie MOSFET, les appareils en parallèle partageront naturellement le courant entre eux. Si un appareil essaie de conduire plus que sa part, il chauffera et la tendance à conduire le courant diminuera, ce qui entraînera une diminution du courant à travers l’appareil jusqu’à ce que tous les appareils se partagent à nouveau de manière égale.
Les appareils bipolaires en parallèle, en revanche, augmentent la température si un appareil commence à conduire plus de courant. Cela signifie que plus de courant passera à cet appareil, ce qui entraînera une nouvelle augmentation de la température et une nouvelle augmentation du courant. Il s’agit d’une condition d’emballement qui détruit rapidement l’appareil. Pour cette raison, il est beaucoup plus difficile de connecter des dispositifs bipolaires en parallèle et la raison pour laquelle les dispositifs MOSFET sont maintenant le transistor de type semi-conducteur de puissance le plus populaire.