Metallioksidi-puolijohde-kenttätransistori tai MOSFET on jänniteohjattu laite, joka on rakennettu liittimillä, kuten lähde, nielu, portti ja runko, vahvistamaan tai kytkemään jännitteitä piireissä ja jota käytetään myös laajasti digitaalisissa sovelluksissa. Näitä käytetään myös analogisissa piireissä, kuten vahvistimissa ja suodattimissa. MOSFETit on suunniteltu pääasiassa voittamaan haittoja FAKTAT kuten korkea tyhjennysvastus, kohtalainen tuloimpedanssi ja hidas toiminta. MOSFETit ovat kahden tyyppisiä parannustilaa ja tyhjennystilaa. Tässä artikkelissa käsitellään yhtä MOSFET-tyyppiä tyhjennystila MOSFET – tyypit, työskentely sovellusten kanssa.

Mikä on tyhjennystilan MOSFET?

MOSFET, joka normaalisti kytkeytyy PÄÄLLE ilman hilajännitettä kytkettäessä, tunnetaan tyhjennystilan MOSFETinä. Tässä MOSFET:ssä virta kulkee tyhjennysliittimestä lähteeseen. Tämän tyyppinen MOSFET tunnetaan myös laitteessa normaalisti.

Kun MOSFETin hilaliittimeen on kytketty jännite, lähdekanavan nielu muuttuu resistiivisemmäksi. Kun hilalähteen jännite kasvaa enemmän, virran virtaus nielusta lähteeseen vähenee, kunnes virran virtaus nielusta lähteeseen pysähtyy.

Katso tästä linkistä lisätietoja MOSFET kytkimenä

Tyhjennystilan MOSFET-symboli

Tyhjennystilan MOSFET-symbolit p-kanavalle ja n-kanavalle on esitetty alla. Näissä MOSFETeissä nuolesymbolit edustavat MOSFET-tyyppiä, kuten P-tyyppiä tai N-tyyppiä. Jos nuolisymboli on sisäsuuntainen, se on n-kanava ja jos nuolisymboli on ulkopuolella, se on p-kanava.

MOSFET-symbolit

Kuinka tyhjennystila MOSFET toimii?

Tyhjennys-MOSFET on oletusarvoisesti käytössä. Tässä lähde- ja tyhjennysliittimet on kytketty fyysisesti. Ymmärtääksesi MOSFETin toiminnan, ymmärrät MOSFETin tyhjennystyypit.

Tyhjennystilan MOSFET-tyypit

The Tyhjennystilan MOSFET-rakenne vaihtelee tyypin mukaan. MOSFETit ovat kahden tyyppisiä p-kanavan tyhjennystilaa ja n-kanavan tyhjennystilaa. Joten jokaista tyhjennystilan MOSFET-rakennetta ja sen toimintaa käsitellään alla.

N-kanavan tyhjennys MOSFET

N-Channel Depletion MOSFETin rakenne on esitetty alla. Tämän tyyppisessä tyhjennys-MOSFETissa lähde ja nielu on yhdistetty pienellä N-tyypin puolijohdenauhalla. Tässä MOSFET:ssä käytetty substraatti on P-tyyppinen puolijohde ja elektronit ovat tämän tyyppisen MOSFETin suurimmat varauksen kantajat. Tässä lähde ja viemäri on seostettu voimakkaasti.

N-kanavan tyhjennystilan MOSFET-rakenne on sama kuin parannusmoodin n-kanavan MOSFET-rakenne, paitsi että sen toiminta on erilaista. Lähteen ja tyhjennysliittimien välinen rako koostuu n-tyypin epäpuhtauksista.

N Channel Depletion MOSFET

Kun käytämme potentiaalieroa molempien liittimien, kuten lähteen ja nielun, välillä, virta kulkee koko substraatin n-alueella. Kun negatiivinen jännite syötetään tämän MOSFETin hilaliittimeen, varauksen kantajat, kuten elektronit, hylkivät ja siirtyvät alas n-alueella dielektrisen kerroksen alla. Joten varauskantajan ehtyminen tapahtuu kanavan sisällä.

Näin ollen kanavan kokonaisjohtavuus pienenee. Tässä tilanteessa, kun sama jännite on kytketty GATE-liittimeen, tyhjennysvirtaa pienennetään. Kun negatiivista jännitettä nostetaan edelleen, se saavuttaa puristustila .

Tässä tyhjennysvirta ohjataan muuttamalla kanavan varauskantajien ehtymistä, joten tätä kutsutaan MOSFETin ehtyminen . Tässä tyhjennysliitin on +ve-potentiaalissa, hilaliitin on -ve-potentiaalissa ja lähde on '0'-potentiaalissa. Siten jännitteen vaihtelu nielun ja hilan välillä on suuri verrattuna lähteestä hilaan, joten tyhjennyskerroksen leveys on suuri viemäriin verrattuna lähdeliittimeen.

P-kanavan tyhjennys MOSFET

P-kanavan tyhjennys-MOSFET:ssä pieni P-tyypin puolijohdekaistale yhdistää lähteen ja viemärin. Lähde ja nielu ovat P-tyypin puolijohteita ja substraatti on N-tyypin puolijohteita. Suurin osa varauksen kantajista on reikiä.

“DC -DC -muunninpiiri ”

P-kanavan tyhjennysmoodin MOSFET-rakenne on täysin päinvastainen kuin n-kanavan tyhjennysmoodin MOSFET. Tämä MOSFET sisältää kanavan, joka on tehty väliin lähde- ja valuma-alue joka on voimakkaasti dopingoitu p-tyypin epäpuhtaudet. Joten tässä MOSFETissä käytetään n-tyypin substraattia ja kanava on p-tyyppinen, kuten kaaviossa näkyy.

P Channel Depletion MOSFET

Kun käytämme +ve-jännitettä MOSFETin hilaliittimeen, vähemmistövarauksen kantajat, kuten p-tyypin alueella olevat elektronit, vetäytyvät sähköstaattisen toiminnan vuoksi ja muodostavat kiinteitä negatiivisia epäpuhtausioneja. Joten kanavaan muodostuu tyhjennysalue ja sen seurauksena kanavan johtavuus heikkenee. Tällä tavalla nieluvirtaa ohjataan kohdistamalla +ve-jännite hilaliittimeen.

Tämän tyyppisen tyhjennystyypin MOSFETin aktivoimiseksi hilajännitteen on oltava 0 V ja nieluvirran arvon on oltava suuri, jotta transistori on aktiivisella alueella. Joten vielä kerran kytkeäksesi tämän MOSFETin päälle, +ve jännite annetaan lähdeliittimessä. Joten tarpeeksi positiivisella jännitteellä ja jännitettä ei syötetä perusliittimeen, tämä MOSFET on maksimitoiminnassa ja sillä on korkea virta.

P-kanavan tyhjennys-MOSFETin deaktivoimiseksi on kaksi tapaa katkaista bias positiivinen jännite, joka antaa virtaa viemäriin. Muuten voit käyttää -ve-jännitettä porttiliittimeen. Kun -ve-jännite syötetään hilaliittimeen, virtaa pienennetään. Kun hilajännite muuttuu negatiivisemmaksi, virta pienenee katkaisuun asti, jolloin MOSFET on OFF-tilassa. Joten tämä estää suuren lähteen tyhjentämästä virtaa.

Joten, kun tämän MOSFETin porttiliittimeen syötetään lisää -ve-jännitettä, tämä MOSFET johtaa vähemmän ja vähemmän virtaa on siellä lähde-vuotoliittimen yli. Kun hilajännite saavuttaa tietyn -ve-jännitekynnyksen, se sammuttaa transistorin. Joten -ve-jännite sammuttaa transistorin.

Ominaisuudet

The tyhjennys MOSFET-ominaisuudet käsitellään alla.

N-kanavan tyhjennys-MOSFETin tyhjennysominaisuudet

Alla on esitetty n-kanavan tyhjennys-MOSFETin nieluominaisuudet. Nämä ominaisuudet on piirretty VDS:n ja IDSS:n väliin. Kun jatkamme VDS-arvon kasvattamista, ID kasvaa. Tietyn jännitteen jälkeen tyhjennysvirran ID muuttuu vakioksi. Kyllästysvirran arvoa Vgs = 0 kutsutaan IDSS:ksi.

Aina kun käytetty jännite on negatiivinen, ja silloin tämä jännite hilaliitännässä työntää varauksenkantajat kuten elektronit substraattiin. Ja myös tämän p-tyypin substraatin reikiä houkuttelevat nämä elektronit. Joten tästä jännitteestä johtuen kanavan elektronit yhdistyvät uudelleen reikiin. Rekombinaation nopeus riippuu käytetystä negatiivisesta jännitteestä.

N-kanavan MOSFETin tyhjennysominaisuudet

Kun lisäämme tätä negatiivista jännitettä, myös rekombinaationopeus kasvaa, mikä vähentää no. tällä kanavalla käytettävissä olevista elektroneista ja vähentää virtaa tehokkaasti.

kun tarkastelemme yllä olevia ominaisuuksia, nähdään, että kun VGS-arvo tulee negatiivisemmaksi, nieluvirta pienenee. Tietyllä jännitteellä tästä negatiivisesta jännitteestä tulee nolla. Tätä jännitettä kutsutaan puristusjännitteeksi.

Tämä MOSFET toimii myös positiivisella jännitteellä, joten kun käytämme positiivista jännitettä hilaliittimeen, elektronit vetäytyvät N-kanavaan. Joten ei. Tämän kanavan elektronien määrä kasvaa. Joten tämän kanavan virtaus kasvaa. Joten positiiviselle Vgs-arvolle tunnus on jopa enemmän kuin IDSS.

N-kanavan tyhjennys-MOSFETin siirto-ominaisuudet

N-kanavan tyhjennys-MOSFETin siirto-ominaisuudet on esitetty alla, mikä on samanlainen kuin JFET. Nämä ominaisuudet määrittelevät pääasiallisen suhteen ID:n ja VGS:n välillä kiinteälle VDS-arvolle. Positiivisille VGS-arvoille voimme saada myös ID-arvon.

“digitaalinen analogia -muunninohjelmisto ”

Tästä johtuen ominaisuuksien käyrä ulottuu oikealle puolelle. Aina kun VGS-arvo on positiivinen, no. kanavan sisällä olevien elektronien määrä kasvaa. Kun VGS on positiivinen, tämä alue on tehostusalue. Vastaavasti, kun VGS on negatiivinen, tämä alue tunnetaan tyhjennysalueena.

Tyhjentyminen MOSFET N -kanavan siirto-ominaisuudet

N-kanavan tyhjennys MOSFET Siirto-ominaisuudet

ID:n ja Vgs:n välinen pääsuhde voidaan ilmaista käyttämällä ID = IDSS (1-VGS/VP)^2. Käyttämällä tätä lauseketta voimme löytää Vgs:n ID-arvon.

P-kanavan tyhjennys-MOSFETin tyhjennysominaisuudet

P-kanavan tyhjennys-MOSFETin nieluominaisuudet on esitetty alla. Tässä VDS-jännite on negatiivinen ja Vgs-jännite on positiivinen. Kun jatkamme Vgs:n kasvattamista, Id (tyhjennysvirta) laskee. Puristusjännitteellä tästä Id:stä (tyhjennysvirta) tulee nolla. Kun VGS on negatiivinen, ID-arvo on jopa suurempi kuin IDSS.

P-kanavan tyhjenemisen MOSFETin siirto-ominaisuudet

P-kanavan ehtymisen MOSFETin siirto-ominaisuudet on esitetty alla, mikä on peilikuva n-kanavan ehtymisen MOSFET-siirto-ominaisuuksista. Tässä voidaan havaita, että nieluvirta kasvaa positiivisella VGS-alueella katkaisupisteestä IDSS:ään, ja sitten se jatkaa kasvuaan negatiivisen VGS-arvon kasvaessa.

P-kanavan tyhjennys-MOSFETin tyhjennys- ja siirto-ominaisuudet

Sovellukset

Tyhjennys-MOSFET-sovellukset sisältävät seuraavat.

Tätä tyhjennys-MOSFETiä voidaan käyttää vakiovirtalähde- ja lineaarisäädinpiireissä a pass transistori .
Näitä käytetään laajasti käynnistyksen apuvirtalähdepiirissä.
Normaalisti nämä MOSFETit kytketään päälle, kun jännitettä ei ole kytketty, mikä tarkoittaa, että ne voivat johtaa virtaa normaaleissa olosuhteissa. Siksi tätä käytetään digitaalisissa logiikkapiireissä kuormitusvastuksena.
Näitä käytetään flyback-piireihin PWM-IC:issä.
Näitä käytetään tietoliikennekytkimissä, puolijohdereleissä ja monissa muissa.
Tätä MOSFETiä käytetään jännitteenpyyhkäisypiireissä, virranvalvontapiireissä, led-ryhmäohjainpiireissä jne.

Näin ollen tämä on yleiskatsaus tyhjennystilasta MOSFET – toimii sovellusten kanssa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on parannustilan MOSFET?