Mikä on MOSFET -vahvistin?

Yleisesti ottaen vahvistin on laite, joka ottaa signaalin ja lisää sen amplitudia. Se on osa niin kutsuttua äänentoistoketjua, joka sisältää tyypillisesti äänilähteen, kuten CD- tai levysoittimen, ja muita laitteita, kuten esivahvistimia ja taajuuskorjaimia, ja päättyy kaiuttimeen. MOSFET-vahvistin on vahvistimien alaluokka, joka käyttää metallioksidi-puolijohdekenttävaikutransistori (MOSFET) -tekniikkaa digitaalisten signaalien käsittelyyn suhteellisen pienellä virrankulutuksella. Kun MOSFET-piirit on rajoitettu vain huippuluokan tuotteisiin, ne ovat 21. vuosisadan alkuun mennessä valittuna yli 99%: ssa maailmanlaajuisesti valmistetuista mikrosiruista, myös vahvistimissa käytetyistä.

Idea käyttää metallioksidia eristeenä transistorissa juontaa juurensa 1920-luvun puolivälistä, jolloin yleiskonseptin ehdotti ja patentoi ensimmäisen kerran Yhdysvalloissa itävaltalais-unkarilainen tiedemies Julius Edgar Lilienfeld. Hänen ajatuksensa oli, että metallioksidikerrokset voisivat hallita transistorin läpi työnnettyjä jännitteitä pienemmillä suorituskyvyn esteillä, jotka vaivasivat olemassa olevia kenttävaikutustransistorimalleja (FET). Todellisen MOSFETin, kuten nykyään tunnustettaisiin, kehitti 1960-luvulla Dawon Kahng, joka esitti ensimmäisen onnistuneen esimerkin eristetystä porttitransistorista, jonka portit koostuivat metallista, oksidista ja piistä.

Kun MOSFET-transistorit siirtyivät kaupallisille markkinoille 1960-luvun puolivälissä, he löysivät pian luonnollisen kodin vahvistinpiireistä. Ne korvasivat suurempia ja kalliimpia tyhjiöputkien valmistusta ja ylittivät muunlaiset riittämättömät transistorit. Lisäksi stereot tai kotiteatteri, jossa on MOSFET -vahvistin, tuottivat vähemmän lämpöä ja käyttivät vähemmän virtaa kuin kilpailevat tekniikat, kuten bipolaariset liitostransistorit (BJT).

MOSFET -transistorit tulivat omakseen digitaalikaudella. Sopii täydellisesti integroitujen piirien täydentämiseen, ja niiden lisääntynyt kysyntä johti tuotantokustannusten alenemiseen ja laajaan käyttöönottoon keski- ja matala-elektroniikassa. Vahvistimet, jotka käyttivät niitä, löysivät erityisen kapean liikkuvan äänen, joka laajeni suuresti 1980 -luvulta lähtien. Tämä teollisuus korostaa luonteeltaan merkittävästi osia, jotka tuottavat mahdollisimman vähän lämpöä ja ovat mahdollisimman pieniä. Ottamalla käyttöön suhteellisen tehokkaat vahvistimet kojelaudan päälaitteissa, autonvalmistajat ja jälkimarkkinoiden elektroniikan valmistajat voivat vedota audiofiileihin ja perustellusti markkinoida tuotteitaan kohtuullisina mobiilivaihtoehtoina perinteisille kotiteattereille.

Sen käyttöönoton jälkeisten vuosikymmenten aikana MOSFET -tekniikan yleisyys nykyaikaisissa piireissä on yleensä mitätöinyt sen käytön edut markkinointikopioissa. Mielenkiintoista on kuitenkin se, että se on edelleen yleinen koti- ja matkapuhelinäänimainonnassa. Autoradiot ja kotiteatterit väittävät edelleen usein MOSFETin etuja huolimatta siitä, että olisi todella vaikeaa löytää vahvistinta markkinoilta, joka on rakennettu muuntyyppisillä transistoreilla. On vain hieman liioiteltua sanoa, että MOSFET -vahvistimensa vahvuudella mainostettu autostereo on sama asia kuin kirjan mainostaminen sen perusteella, että se on valmistettu paperista.