Eksplikasyon detaye sou dyagram nan prensip k ap travay nan MOSFET

MOSFET se youn nan eleman ki pi fondamantal nan endistri semi-conducteurs. Nan sikui elektwonik, MOSFET jeneralman itilize nan sikui anplifikatè pouvwa oswa sikui ekipman pou chanje pouvwa epi li lajman itilize. Anba a,OLUKEYpral ba ou yon eksplikasyon detaye sou prensip k ap travay nan MOSFET epi analize estrikti entèn MOSFET la.

Ki sa kiMOSFET

MOSFET, oksid metal Semiconductor Filed Effect Transistor (MOSFET). Li se yon tranzistò efè jaden ki ka lajman itilize nan sikui analòg ak sikui dijital. Dapre diferans nan polarite nan "chanèl" li yo (transpò k ap travay), li ka divize an de kalite: "N-kalite" ak "P-kalite", ki souvan rele NMOS ak PMOS.

Prensip travay MOSFET

MOSFET ka divize an kalite amelyorasyon ak kalite rediksyon selon mòd travay la. Kalite amelyorasyon an refere a MOSFET a lè pa gen okenn vòltaj patipri aplike epi pa gen okenn enkonvenyanskanal konduktif. Kalite rediksyon an refere a MOSFET a lè pa gen okenn vòltaj patipri aplike. Yon chanèl kondiktif ap parèt.

Nan aplikasyon aktyèl yo, gen sèlman N-chanèl amelyorasyon kalite ak P-chanèl amelyorasyon kalite MOSFETs. Depi NMOSFET yo gen ti rezistans sou eta a epi yo fasil pou fabrike, NMOS se pi komen pase PMOS nan aplikasyon aktyèl yo.

Amelyorasyon mòd MOSFET

Gen de jonksyon PN dèyè-a-do ant drenaj D la ak sous S MOSFET nan mòd amelyorasyon. Lè vòltaj pòtay-sous VGS = 0, menm si yo ajoute vòltaj drenaj-sous VDS, toujou gen yon junction PN nan yon eta ranvèse-partial, epi pa gen okenn kanal konduktif ant drenaj la ak sous la (pa gen okenn koule aktyèl. ). Se poutèt sa, drenaj aktyèl la ID = 0 nan moman sa a.

Nan moman sa a, si yo ajoute yon vòltaj pi devan ant pòtay la ak sous la. Sa vle di, VGS> 0, Lè sa a, yon jaden elektrik ak pòtay ki aliyen ak substra a Silisyòm P-kalite yo pral pwodwi nan kouch nan posibilite SiO2 ant elektwòd la pòtay ak substra a Silisyòm. Paske kouch oksid la izolasyon, vòltaj VGS aplike nan pòtay la pa ka pwodwi aktyèl. Yon kondansateur pwodwi sou tou de bò kouch oksid la, ak kous la ekivalan VGS chaje kondansateur sa a (kondansateur). Ak jenere yon jaden elektrik, kòm VGS tou dousman leve, atire pa vòltaj la pozitif nan pòtay la. Yon gwo kantite elektwon akimile sou lòt bò a nan kondansateur sa a (kondansateur) epi kreye yon kanal kondiktif N-kalite soti nan drenaj nan sous. Lè VGS depase VT vòltaj la vire nan tib la (jeneralman sou 2V), tib N-chanèl la jis kòmanse fè, jenere yon ID aktyèl drenaj. Nou rele vòltaj pòtay-sous la lè kanal la premye kòmanse jenere vòltaj la vire. Anjeneral eksprime kòm VT.

Kontwole gwosè VGS vòltaj pòtay la chanje fòs oswa feblès jaden elektrik la, epi efè kontwole gwosè a nan drenaj aktyèl ID ka reyalize. Sa a se tou yon karakteristik enpòtan nan MOSFET ki sèvi ak jaden elektrik kontwole aktyèl, kidonk yo rele yo tou tranzistò efè jaden.

MOSFET estrikti entèn

Sou yon substrate Silisyòm P-tip ak yon konsantrasyon enpurte ki ba, yo fè de rejyon N + ak yon konsantrasyon enpurte segondè, epi de elektwòd yo trase soti nan aliminyòm metal yo sèvi kòm drenaj la d ak sous la s respektivman. Lè sa a, sifas semi-conducteurs kouvri ak yon trè mens Silisyòm dyosid (SiO2) isolation wèbsayt], ak yon lektwòd aliminyòm installé sou isolation wèbsayt] ant kannal la ak sous la pou sèvi kòm pòtay g. Yon elektwòd B tou trase soti sou substra a, fòme yon N-chanèl amelyorasyon-mòd MOSFET. Menm bagay la tou vre pou fòmasyon entèn nan P-chanèl amelyorasyon-kalite MOSFETs.

N-chanèl MOSFET ak P-chanèl MOSFET sikwi senbòl

Foto ki anwo a montre senbòl sikwi MOSFET la. Nan foto a, D se drenaj la, S se sous la, G se pòtay la, ak flèch nan mitan an reprezante substra a. Si flèch la pwen anndan, li endike yon MOSFET N-chanèl, epi si flèch la montre deyò, li endike yon MOSFET P-chanèl.

Doub N-chanèl MOSFET, doub P-chanèl MOSFET ak N + P-chanèl MOSFET sikwi senbòl

An reyalite, pandan pwosesis fabrikasyon MOSFET, substra a konekte ak sous la anvan ou kite faktori a. Se poutèt sa, nan règ senbòl yo, senbòl flèch ki reprezante substra a dwe konekte tou ak sous la pou fè distenksyon ant drenaj la ak sous la. Polarite nan vòltaj ki itilize pa MOSFET se menm jan ak tranzistò tradisyonèl nou an. N-chanèl la sanble ak yon tranzistò NPN. Drenaj la konekte ak elektwòd pozitif la epi sous S la konekte ak elektwòd negatif la. Lè pòtay G la gen yon vòltaj pozitif, yon chanèl kondiktif fòme ak MOSFET N-chanèl la kòmanse travay. Menm jan an tou, P-chanèl la sanble ak yon tranzistò PNP. Drenaj D la konekte ak elektwòd negatif la, sous S la konekte ak elektwòd pozitif la, epi lè pòtay G la gen yon vòltaj negatif, se yon kanal konduktif fòme ak MOSFET P-chanèl la kòmanse travay.

MOSFET chanjman pèt prensip

Kit se NMOS oswa PMOS, gen yon rezistans entèn kondiksyon ki pwodui apre li vire sou li, se konsa ke aktyèl la pral konsome enèji sou rezistans entèn sa a. Pati sa a nan enèji konsome yo rele konsomasyon kondiksyon. Chwazi yon MOSFET ak yon ti rezistans entèn kondiksyon pral efektivman diminye konsomasyon kondiksyon. Aktyèl rezistans entèn MOSFET ki ba-pouvwa se jeneralman alantou dè dizèn de miliohms, e gen tou plizyè milliohms.

Lè MOS limen epi fini, li pa dwe reyalize nan yon moman. Vòltaj la sou tou de bò MOS la pral gen yon diminisyon efikas, ak aktyèl la ap koule tankou dlo nan li pral gen yon ogmantasyon. Pandan peryòd sa a, pèt MOSFET la se pwodwi vòltaj la ak aktyèl la, ki se pèt la chanje. Anjeneral pale, pèt chanje yo pi gwo pase pèt kondiksyon, ak pi vit frekans nan chanje, se pi gwo pèt yo.

Pwodwi vòltaj ak aktyèl la nan moman kondiksyon se gwo anpil, sa ki lakòz pèt trè gwo. Chanje pèt yo ka redwi nan de fason. Youn nan se diminye tan an chanje, ki ka efektivman diminye pèt la pandan chak vire-sou; lòt la se diminye frekans nan chanje, sa ki ka diminye kantite switch pou chak inite tan.

Pi wo a se yon eksplikasyon detaye sou dyagram nan prensip k ap travay nan MOSFET ak analiz de estrikti a entèn nan MOSFET. Pou aprann plis sou MOSFET, akeyi pou konsilte OLUKEY pou ba ou sipò teknik MOSFET!