MOSFET qanday ishlaydi

MOSFET ning ishlash printsipi asosan uning noyob strukturaviy xususiyatlari va elektr maydon ta'siriga asoslanadi. Quyida MOSFETlar qanday ishlashi haqida batafsil tushuntirish berilgan:

I. MOSFETning asosiy tuzilishi

MOSFET asosan darvoza (G), manba (S), drenaj (D) va substratdan (B, ba'zan uch terminalli qurilmani hosil qilish uchun manbaga ulangan) iborat. N-kanalni yaxshilaydigan MOSFET-larda, substrat odatda quyi qo'shilgan P-tipli kremniy material bo'lib, uning ustiga ikkita yuqori qo'shilgan N-tipli mintaqa mos ravishda manba va drenaj sifatida xizmat qiladi. P tipidagi substratning yuzasi izolyatsiyalovchi qatlam sifatida juda nozik oksidli plyonka (kremniy dioksid) bilan qoplangan va darvoza sifatida elektrod tortiladi. Ushbu struktura eshikni P tipidagi yarimo'tkazgichli substratdan, drenajdan va manbadan izolyatsiya qiladi va shuning uchun izolyatsiyalangan eshikli maydon effekti trubkasi deb ham ataladi.

II. Ishlash printsipi

MOSFETlar drenaj oqimini (ID) boshqarish uchun eshik manbai kuchlanishidan (VGS) foydalanish orqali ishlaydi. Xususan, qo'llaniladigan musbat eshik manbai kuchlanishi, VGS noldan katta bo'lsa, eshik ostidagi oksid qatlamida yuqori musbat va pastki manfiy elektr maydoni paydo bo'ladi. Bu elektr maydon P-hududida erkin elektronlarni o'ziga tortadi, bu esa ularning oksid qatlami ostida to'planishiga olib keladi, shu bilan birga P-hududidagi teshiklarni qaytaradi. VGS ortishi bilan elektr maydonining kuchi ortadi va jalb qilingan erkin elektronlar konsentratsiyasi ortadi. VGS ma'lum chegara kuchlanishiga (VT) yetganda, mintaqada to'plangan erkin elektronlarning kontsentratsiyasi drenaj va manbani bog'laydigan ko'prik vazifasini bajaradigan yangi N-tipli mintaqani (N-kanal) hosil qilish uchun etarlicha katta. Shu nuqtada, agar drenaj va manba o'rtasida ma'lum bir harakatlantiruvchi kuchlanish (VDS) mavjud bo'lsa, drenaj oqimi identifikatori oqishni boshlaydi.

III. O'tkazuvchi kanalning shakllanishi va o'zgarishi

O'tkazuvchi kanalning shakllanishi MOSFET ishlashining kalitidir. VGS VT dan katta bo'lsa, o'tkazuvchi kanal o'rnatiladi va drenaj oqimi identifikatoriga VGS ham, VDS ham ta'sir qiladi. VGS o'tkazuvchi kanalning kengligi va shaklini nazorat qilish orqali ID ga ta'sir qiladi, VDS esa ID ga to'g'ridan-to'g'ri haydash kuchlanishi sifatida ta'sir qiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, agar o'tkazuvchi kanal o'rnatilmagan bo'lsa (ya'ni, VGS VT dan kam), u holda VDS mavjud bo'lsa ham, drenaj oqimi identifikatori ko'rinmaydi.

IV. MOSFETlarning xususiyatlari

Yuqori kirish empedansi:MOSFET ning kirish empedansi juda yuqori, cheksizlikka yaqin, chunki darvoza va manba-drenaj hududi o'rtasida izolyatsiya qatlami va faqat zaif eshik oqimi mavjud.

Past chiqish empedansi:MOSFETlar kuchlanish bilan boshqariladigan qurilmalar bo'lib, ularda manba-drenaj oqimi kirish voltaji bilan o'zgarishi mumkin, shuning uchun ularning chiqish empedansi kichikdir.

Doimiy oqim:To'yinganlik hududida ishlaganda, MOSFET oqimi deyarli manba-drenaj kuchlanishidagi o'zgarishlarga ta'sir qilmaydi, bu mukammal doimiy oqimni ta'minlaydi.

Yaxshi harorat barqarorligi:MOSFETlar -55 ° C dan + 150 ° C gacha bo'lgan keng ish harorati oralig'iga ega.

V. Qo‘llanilishi va tasnifi

MOSFETlar raqamli sxemalar, analog sxemalar, quvvat zanjirlari va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Amaliyot turiga ko'ra, MOSFETlarni yaxshilash va tugatish turlariga bo'lish mumkin; o'tkazuvchi kanal turiga ko'ra ularni N-kanal va P-kanalga ajratish mumkin. Ushbu har xil turdagi MOSFETlar turli xil dastur stsenariylarida o'zlarining afzalliklariga ega.

Xulosa qilib aytganda, MOSFET ning ishlash printsipi eshik manbai kuchlanishi orqali o'tkazuvchi kanalning shakllanishi va o'zgarishini nazorat qilishdir, bu esa o'z navbatida drenaj oqimining oqimini nazorat qiladi. Uning yuqori kirish empedansi, past chiqish empedansi, doimiy oqim va harorat barqarorligi MOSFETlarni elektron davrlarda muhim komponentga aylantiradi.