Detalyadong pagpatin-aw sa working principle diagram sa MOSFET | Pagtuki sa internal nga istruktura sa FET

Ang MOSFET usa sa labing sukaranan nga sangkap sa industriya sa semiconductor. Sa mga electronic circuit, ang MOSFET kasagarang gigamit sa mga power amplifier circuits o switching power supply circuits ug kaylap nga gigamit. Ubos,OLUKEYmaghatag kanimo ug detalyadong pagpatin-aw sa prinsipyo sa pagtrabaho sa MOSFET ug pag-analisar sa internal nga istruktura sa MOSFET.

Unsa angMOSFET

MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor (MOSFET). Kini usa ka field effect transistor nga kaylap nga magamit sa analog circuits ug digital circuits. Sumala sa polarity nga kalainan sa iyang "channel" (nagtrabaho carrier), kini mahimong bahinon ngadto sa duha ka matang: "N-type" ug "P-type", nga sagad gitawag NMOS ug PMOS.

Prinsipyo sa pagtrabaho sa MOSFET

Ang MOSFET mahimong bahinon sa tipo sa pagpauswag ug tipo sa pagkaubos sumala sa mode sa pagtrabaho. Ang tipo sa pagpauswag nagtumong sa MOSFET kung wala’y bias nga boltahe nga gipadapat ug wala’y conductive channel. Ang tipo sa pagkaubos nagtumong sa MOSFET kung walay bias nga boltahe ang gigamit. Usa ka conductive channel ang makita.

Sa aktuwal nga mga aplikasyon, adunay N-channel enhancement type lamang ug P-channel enhancement type MOSFETs. Tungod kay ang mga NMOSFET adunay gamay nga resistensya sa estado ug dali nga paghimo, ang NMOS mas komon kaysa PMOS sa aktwal nga mga aplikasyon.

Pagpalambo nga mode MOSFET

Adunay duha ka back-to-back PN junctions tali sa drain D ug source S sa enhancement-mode MOSFET. Kung ang boltahe nga gigikanan sa ganghaan VGS = 0, bisan kung idugang ang boltahe nga gigikanan sa tubig nga VDS, kanunay adunay usa ka PN junction sa usa ka reverse-biased nga kahimtang, ug wala’y conductive channel taliwala sa kanal ug sa gigikanan (wala’y pag-agos karon. ). Busa, ang drain nga kasamtangan nga ID=0 niining panahona.

Niini nga panahon, kung ang usa ka pasulong nga boltahe idugang taliwala sa ganghaan ug sa gigikanan. Sa ato pa, VGS> 0, unya usa ka electric field nga adunay ganghaan nga nahiuyon sa P-type nga silicon substrate nga mamugna sa SiO2 insulating layer tali sa gate electrode ug sa silicon substrate. Tungod kay ang oxide layer insulating, ang boltahe nga VGS nga gipadapat sa ganghaan dili makahimo og kasamtangan. Usa ka kapasitor ang gihimo sa duha ka kilid sa oxide layer, ug ang VGS nga katumbas sa sirkito nagsingil niini nga kapasitor (kapasitor). Ug pagmugna og usa ka electric field, samtang ang VGS hinay-hinay nga misaka, nadani sa positibo nga boltahe sa ganghaan. Ang usa ka dako nga gidaghanon sa mga electron natipon sa pikas nga bahin niini nga kapasitor (kapasitor) ug naghimo sa usa ka N-type nga conductive channel gikan sa habwa, ngadto sa tinubdan. Sa diha nga ang VGS molapas sa turn-on nga boltahe nga VT sa tubo (kasagaran mga 2V), ang N-channel tube magsugod na lang sa pagpahigayon, nga makamugna og drain current ID. Gitawag namon ang boltahe nga gigikanan sa ganghaan kung ang channel una nga nagsugod sa pagmugna sa turn-on nga boltahe. Kasagaran gipahayag ingon VT.

Ang pagpugong sa gidak-on sa boltahe sa ganghaan nga VGS nagbag-o sa kalig-on o kahuyang sa natad sa kuryente, ug ang epekto sa pagkontrol sa gidak-on sa kasamtangan nga ID mahimong makab-ot. Usa usab kini ka importante nga bahin sa mga MOSFET nga naggamit sa mga natad sa kuryente aron makontrol ang kasamtangan, mao nga gitawag usab kini nga mga transistors sa field effect.

MOSFET internal nga istruktura

Sa usa ka P-type nga silicon substrate nga adunay ubos nga konsentrasyon sa kahugawan, duha ka N+ nga rehiyon nga adunay taas nga konsentrasyon sa kahugawan ang gihimo, ug duha ka mga electrodes ang gikuha gikan sa metal nga aluminum aron magsilbing drain d ug ang source s matag usa. Dayon ang nawong sa semiconductor gitabonan sa usa ka hilabihan ka manipis nga silicon dioxide (SiO2) insulating layer, ug usa ka aluminum electrode ang gibutang sa insulating layer tali sa drain ug sa tinubdan aron magsilbing gate g. Usa ka electrode B ang gikuha usab sa substrate, nga nagporma sa usa ka N-channel enhancement-mode nga MOSFET. Tinuod usab kini alang sa internal nga pagporma sa P-channel enhancement-type nga MOSFET.

N-channel MOSFET ug P-channel MOSFET nga mga simbolo sa sirkito

Ang hulagway sa ibabaw nagpakita sa sirkito nga simbolo sa MOSFET. Sa hulagway, D mao ang drain, S mao ang tinubdan, G mao ang ganghaan, ug ang udyong sa tunga-tunga nagrepresentar sa substrate. Kung ang arrow nagpunting sa sulod, kini nagpaila sa usa ka N-channel nga MOSFET, ug kung ang arrow nagpunting sa gawas, kini nagpakita sa usa ka P-channel nga MOSFET.

Dual N-channel MOSFET, dual P-channel MOSFET ug N+P-channel MOSFET nga mga simbolo sa sirkito

Sa tinuud, sa panahon sa proseso sa paghimo sa MOSFET, ang substrate konektado sa gigikanan sa wala pa mobiya sa pabrika. Busa, sa mga lagda sa symbology, ang simbolo sa pana nga nagrepresentar sa substrate kinahanglan usab nga konektado sa tinubdan aron mailhan ang drain ug ang tinubdan. Ang polarity sa boltahe nga gigamit sa MOSFET susama sa among tradisyonal nga transistor. Ang N-channel susama sa NPN transistor. Ang drain D konektado sa positibo nga electrode ug ang tinubdan S konektado sa negatibo nga electrode. Kung ang ganghaan G adunay positibo nga boltahe, usa ka conductive channel ang naporma ug ang N-channel MOSFET nagsugod sa pagtrabaho. Sa susama, ang P-channel susama sa PNP transistor. Ang drain D konektado sa negatibo nga electrode, ang tinubdan S konektado sa positibo nga electrode, ug kung ang ganghaan G adunay negatibo nga boltahe, usa ka conductive channel ang maporma ug ang P-channel MOSFET magsugod sa pagtrabaho.

Prinsipyo sa pagkawala sa pagbalhin sa MOSFET

Bisan kung kini NMOS o PMOS, adunay usa ka conduction internal nga pagsukol nga namugna pagkahuman kini gi-on, aron ang kasamtangan mag-ut-ot sa kusog sa kini nga internal nga pagsukol. Kini nga bahin sa enerhiya nga gikonsumo gitawag nga conduction consumption. Ang pagpili sa usa ka MOSFET nga adunay gamay nga pagsukol sa sulud sa sulud epektibo nga makapakunhod sa pagkonsumo sa pagpadagan. Ang kasamtangan nga internal nga pagsukol sa mga low-power nga MOSFET sa kasagaran mga napulo ka milliohms, ug adunay daghan usab nga milliohms.

Kung gi-on ug gitapos ang MOS, kinahanglan nga dili kini matuman sa kalit. Ang boltahe sa duha ka kilid sa MOS adunay usa ka epektibo nga pagkunhod, ug ang kasamtangan nga nagaagay niini adunay pagtaas. Atol niini nga panahon, ang pagkawala sa MOSFET mao ang produkto sa boltahe ug sa kasamtangan, nga mao ang switching pagkawala. Sa kinatibuk-an nga pagsulti, ang mga pagkawala sa pagbalhin labi ka dako kaysa pagkawala sa pagpadagan, ug kung mas paspas ang frequency sa pagbalhin, labi ka daghan ang mga pagkawala.

Ang produkto sa boltahe ug kasamtangan sa panahon sa conduction dako kaayo, nga miresulta sa dako kaayo nga pagkawala. Ang mga pagkawala sa pagbalhin mahimong mapakunhod sa duha ka paagi. Ang usa mao ang pagpakunhod sa oras sa pagbalhin, nga epektibo nga makunhuran ang pagkawala sa matag turn-on; ang usa mao ang pagpakunhod sa frequency sa pagbalhin, nga makapakunhod sa gidaghanon sa mga switch kada yunit sa oras.

Ang sa ibabaw usa ka detalyado nga pagpatin-aw sa diagram sa prinsipyo sa pagtrabaho sa MOSFET ug pagtuki sa internal nga istruktura sa MOSFET. Aron makakat-on pa bahin sa MOSFET, welcome sa pagkonsulta sa OLUKEY aron mahatagan ka sa teknikal nga suporta sa MOSFET!