Si funksionojnë MOSFET

Parimi i punës së MOSFET bazohet kryesisht në vetitë e tij unike strukturore dhe efektet e fushës elektrike. Më poshtë është një shpjegim i detajuar se si funksionojnë MOSFET:

I. Struktura bazë e MOSFET

Një MOSFET përbëhet kryesisht nga një portë (G), një burim (S), një kullues (D) dhe një substrat (B, ndonjëherë i lidhur me burimin për të formuar një pajisje me tre terminale). Në MOSFET-ët e përmirësimit të kanalit N, nënshtresa është zakonisht një material silikoni i tipit P me dop të ulët, mbi të cilin janë fabrikuar dy rajone të tipit N shumë të dopuar për të shërbyer si burim dhe kullues, përkatësisht. Sipërfaqja e substratit të tipit P është e mbuluar me një shtresë oksidi shumë të hollë (dioksid silikoni) si një shtresë izoluese dhe një elektrodë është tërhequr si porta. Kjo strukturë e bën portën të izoluar nga nënshtresa gjysmëpërçuese e tipit P, kullimi dhe burimi, dhe për këtë arsye quhet edhe një tub me efekt të fushës me portë të izoluar.

II. Parimi i funksionimit

MOSFET-et funksionojnë duke përdorur tensionin e burimit të portës (VGS) për të kontrolluar rrymën e shkarkimit (ID). Në mënyrë të veçantë, kur tensioni i aplikuar pozitiv i burimit të portës, VGS, është më i madh se zero, një fushë elektrike e sipërme pozitive dhe e poshtme negative do të shfaqet në shtresën e oksidit poshtë portës. Kjo fushë elektrike tërheq elektronet e lira në rajonin P, duke bërë që ato të grumbullohen nën shtresën e oksidit, ndërsa zmbrapsin vrimat në rajonin P. Me rritjen e VGS, forca e fushës elektrike rritet dhe përqendrimi i elektroneve të lira të tërhequra rritet. Kur VGS arrin një tension të caktuar pragu (VT), përqendrimi i elektroneve të lira të mbledhura në rajon është mjaft i madh për të formuar një rajon të ri të tipit N (kanal N), i cili vepron si një urë që lidh kullimin dhe burimin. Në këtë pikë, nëse ekziston një tension i caktuar lëvizës (VDS) midis kullimit dhe burimit, ID e rrymës së shkarkimit fillon të rrjedhë.

III. Formimi dhe ndryshimi i kanalit përçues

Formimi i kanalit përcjellës është çelësi i funksionimit të MOSFET. Kur VGS është më i madh se VT, kanali përcjellës krijohet dhe ID-ja e rrymës së shkarkimit ndikohet nga VGS dhe VDS. VGS ndikon në ID duke kontrolluar gjerësinë dhe formën e kanalit përcjellës, ndërsa VDS ndikon drejtpërdrejt ID-në si tension lëvizës. është e rëndësishme të theksohet se nëse kanali përcjellës nuk është vendosur (dmth. VGS është më i vogël se VT), atëherë edhe nëse VDS është i pranishëm, ID-ja e rrymës së shkarkimit nuk shfaqet.

IV. Karakteristikat e MOSFET-ve

Impedancë e lartë e hyrjes:Impedanca hyrëse e MOSFET është shumë e lartë, afër pafundësisë, sepse ka një shtresë izoluese midis portës dhe zonës së burimit-kullimit dhe vetëm një rrymë e dobët e portës.

Impedanca e ulët e daljes:MOSFET-et janë pajisje të kontrolluara nga tensioni në të cilat rryma e kullimit të burimit mund të ndryshojë me tensionin e hyrjes, kështu që impedanca e tyre e daljes është e vogël.

Rrjedha e vazhdueshme:Kur punon në rajonin e ngopjes, rryma e MOSFET praktikisht nuk ndikohet nga ndryshimet në tensionin e burimit-kullimit, duke siguruar rrymë të shkëlqyer konstante.

Stabilitet i mirë i temperaturës:MOSFET-ët kanë një gamë të gjerë temperaturash funksionimi nga -55°C deri në rreth +150°C.

V. Zbatimet dhe klasifikimet

MOSFET-et përdoren gjerësisht në qarqet dixhitale, qarqet analoge, qarqet e fuqisë dhe fusha të tjera. Sipas llojit të funksionimit, MOSFET-et mund të klasifikohen në lloje të përmirësimit dhe zbrazjes; Sipas llojit të kanalit përcjellës, ato mund të klasifikohen në kanal N dhe P-kanal. Këto lloje të ndryshme MOSFET kanë avantazhet e tyre në skenarë të ndryshëm aplikimi.

Si përmbledhje, parimi i punës i MOSFET është të kontrollojë formimin dhe ndryshimin e kanalit përcjellës përmes tensionit të burimit të portës, i cili nga ana tjetër kontrollon rrjedhën e rrymës së kullimit. Rezistenca e tij e lartë e hyrjes, impedanca e ulët e daljes, rryma konstante dhe qëndrueshmëria e temperaturës i bëjnë MOSFET-ët një komponent të rëndësishëm në qarqet elektronike.