MOSFET N-kanalni yaxshilash rejimining ishlash printsipi

(1) vGS ning ID va kanalga nazorat ta'siri

① vGS=0 holati

Ko'rinib turibdiki, takomillashtirish rejimining drenaj d va manba s o'rtasida ikkita orqa-orqa PN birikmasi mavjud.MOSFET.

Darvoza manbai kuchlanishi vGS=0 bo'lganda, drenaj manbai kuchlanishi vDS qo'shilsa ham va vDS polaritesidan qat'i nazar, har doim teskari yo'nalishli holatda PN birikmasi mavjud. Drenaj va manba o'rtasida o'tkazuvchi kanal yo'q, shuning uchun hozirgi vaqtda drenaj oqimi ID≈0.

② vGS>0 holati

Agar vGS>0 bo'lsa, darvoza va taglik orasidagi SiO2 izolyatsion qatlamda elektr maydoni hosil bo'ladi. Elektr maydonining yo'nalishi yarimo'tkazgich yuzasida darvozadan substratga yo'naltirilgan elektr maydoniga perpendikulyar. Bu elektr maydon teshiklarni qaytaradi va elektronlarni tortadi. Repelling teshiklari: Darvoza yaqinidagi P tipidagi substratdagi teshiklar itarilib, ko'chmas qabul qiluvchi ionlarni (salbiy ionlar) susaytiruvchi qatlam hosil qiladi. Elektronlarni jalb qilish: P tipidagi substratdagi elektronlar (ozchilik tashuvchilar) substrat yuzasiga tortiladi.

(2) Supero'tkazuvchi kanalning shakllanishi:

vGS qiymati kichik bo'lsa va elektronlarni jalb qilish qobiliyati kuchli bo'lmasa, drenaj va manba o'rtasida hali ham o'tkazuvchi kanal mavjud emas. vGS ortishi bilan P substratning sirt qatlamiga ko'proq elektronlar tortiladi. vGS ma'lum bir qiymatga yetganda, bu elektronlar darvoza yaqinidagi P substrat yuzasida N tipidagi yupqa qatlam hosil qiladi va ikkita N + hududiga ulanadi, drenaj va manba o'rtasida N tipidagi o'tkazuvchan kanal hosil qiladi. Uning o'tkazuvchanlik turi P substratiga qarama-qarshidir, shuning uchun u inversion qatlam deb ham ataladi. vGS qanchalik katta bo'lsa, yarimo'tkazgich yuzasiga ta'sir qiluvchi elektr maydoni qanchalik kuchli bo'lsa, P substrat yuzasiga ko'proq elektronlar tortiladi, o'tkazuvchan kanal qalinroq bo'ladi va kanal qarshiligi kichikroq bo'ladi. Kanal shakllana boshlaganda darvoza manba kuchlanishi VT bilan ifodalangan yoqish kuchlanishi deb ataladi.

TheN-kanal MOSFETyuqorida muhokama qilingan vGS < VT va trubka uzilgan holatda bo'lganda o'tkazuvchi kanal hosil qila olmaydi. Faqat vGS≥VT bo'lganda kanal hosil bo'lishi mumkin. BundayMOSFETvGS≥VT kuchaytiruvchi rejim deyilganda o'tkazuvchi kanal hosil qilishi kerakMOSFET. Kanal hosil bo'lgandan so'ng, drenaj va manba o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish vDS qo'llanilganda, drenaj oqimi hosil bo'ladi. vDS ning ID ga ta'siri, vGS>VT va ma'lum bir qiymat bo'lsa, drenaj manbasi kuchlanishining vDS ning o'tkazuvchan kanalga va oqim identifikatoriga ta'siri ulanish maydoni effektli tranzistorga o'xshaydi. Kanal bo'ylab drenaj oqimi identifikatori tomonidan ishlab chiqarilgan kuchlanishning pasayishi kanal va eshikning har bir nuqtasi orasidagi kuchlanishlarni endi tenglashtirmaydi. Manbaga yaqin bo'lgan oxirida kuchlanish eng katta, bu erda kanal eng qalin. Drenaj uchidagi kuchlanish eng kichik bo'lib, uning qiymati VGD=vGS-vDS dir, shuning uchun kanal bu erda eng nozik hisoblanadi. Ammo vDS kichik bo'lsa (vDS