MOSFET қалай жұмыс істейді

MOSFET жұмыс принципі негізінен оның бірегей құрылымдық қасиеттеріне және электр өрісінің әсерлеріне негізделген. Төменде MOSFET қалай жұмыс істейтіні туралы егжей-тегжейлі түсініктеме берілген:

 

I. MOSFET-тің негізгі құрылымы

MOSFET негізінен қақпадан (G), көзден (S), дренаждан (D) және субстраттан (B, кейде үш терминалды құрылғыны қалыптастыру үшін көзге қосылады) тұрады. N-арнаны жақсарту MOSFET-де субстрат әдетте төмен легирленген P-типті кремний материалы болып табылады, оның негізінде екі жоғары легирленген N-типті аймақ сәйкесінше көз және ағызу ретінде қызмет етеді. Р типті субстраттың беті оқшаулағыш қабат ретінде өте жұқа оксидті қабықпен (кремний диоксиді) жабылған, ал қақпа ретінде электрод тартылған. Бұл құрылым қақпаны Р-типті жартылай өткізгіш субстраттан, дренаждан және көзден оқшаулайды, сондықтан оқшауланған қақпалы өріс әсерінің түтігі деп те аталады.

II. Жұмыс істеу принципі

MOSFET-тер төгу тогын (ID) басқару үшін қақпа көзінің кернеуін (VGS) пайдалану арқылы жұмыс істейді. Атап айтқанда, қолданылатын оң қақпалық көз кернеуі, VGS нөлден жоғары болғанда, қақпаның астындағы оксид қабатында жоғарғы оң және төменгі теріс электр өрісі пайда болады. Бұл электр өрісі Р аймағындағы бос электрондарды тартады, бұл олардың оксидті қабаттың астында жиналуын тудырады, сонымен бірге Р аймағындағы тесіктерді итереді. VGS өскен сайын электр өрісінің күші артады және тартылған бос электрондардың концентрациясы артады. VGS белгілі бір шекті кернеуге (VT) жеткенде, аймақта жиналған бос электрондардың концентрациясы жаңа N-типті аймақты (N-арна) құру үшін жеткілікті үлкен, ол дренаж мен көзді байланыстыратын көпір сияқты әрекет етеді. Осы кезде, ағызу мен көз арасында белгілі бір қозғаушы кернеу (VDS) болса, төгу тогы идентификаторы ағып бастайды.

III. Өткізгіш арнаның қалыптасуы және өзгеруі

Өткізгіш арнаның қалыптасуы MOSFET жұмысының кілті болып табылады. VGS VT мәнінен үлкен болса, өткізгіш арна орнатылады және ағызу тоғының идентификаторына VGS және VDS екеуі де әсер етеді. VGS идентификаторға өткізгіш арнаның ені мен пішінін басқару арқылы әсер етеді, ал VDS идентификаторға тікелей жетек кернеуі ретінде әсер етеді. Егер өткізгіш арна орнатылмаған болса (яғни, VGS VT-ден аз), онда VDS бар болса да, төгу тогы идентификаторы пайда болмайтынын ескеру маңызды.

IV. MOSFET сипаттамалары

Жоғары кіріс кедергісі:MOSFET-тің кіріс кедергісі өте жоғары, шексіздікке жақын, өйткені қақпа мен көз-дренаж аймағы арасында оқшаулағыш қабат бар және тек әлсіз қақпа тогы бар.

Төмен шығыс кедергісі:MOSFET - кернеумен басқарылатын құрылғылар, оларда көздің ағызу тогы кіріс кернеуімен өзгеруі мүмкін, сондықтан олардың шығыс кедергісі аз.

Тұрақты ағын:Қаныққан аймақта жұмыс істегенде, MOSFET тогы тамаша тұрақты токты қамтамасыз ететін көз-ағызу кернеуінің өзгеруіне іс жүзінде әсер етпейді.

 

Жақсы температура тұрақтылығы:MOSFET құрылғыларының жұмыс температурасының кең диапазоны -55 ° C пен шамамен + 150 ° C аралығында болады.

V. Қолданылуы және жіктелуі

MOSFET-тер сандық схемаларда, аналогтық схемаларда, қуат тізбектерінде және басқа салаларда кеңінен қолданылады. Операция түріне сәйкес MOSFET-терді жақсарту және сарқылу түрлеріне бөлуге болады; өткізгіш арнаның түріне қарай оларды N-арна және P-арна деп жіктеуге болады. Бұл әртүрлі MOSFET түрлері әртүрлі қолданба сценарийлерінде өздерінің артықшылықтарына ие.

Қорытындылай келе, MOSFET жұмыс принципі ысырма көзінің кернеуі арқылы өткізгіш арнаның қалыптасуы мен өзгеруін бақылау болып табылады, бұл өз кезегінде ағынды ток ағынын басқарады. Оның жоғары кіріс кедергісі, төмен шығыс кедергісі, тұрақты ток пен температураның тұрақтылығы MOSFET-ті электронды тізбектердің маңызды құрамдас бөлігі етеді.