MOSFET жарым өткөргүч өнөр жайынын негизги компоненттеринин бири болуп саналат. Электрондук схемаларда MOSFET көбүнчө күч күчөткүч схемаларында же коммутациялык электр менен жабдуу схемаларында колдонулат жана кеңири колдонулат. Төмөндө,ОЛУКЕЙсизге MOSFETтин иштөө принциби боюнча кеңири түшүндүрмө берет жана MOSFETтин ички түзүмүн талдайт.
ЭмнеMOSFET
MOSFET, металл оксидинин жарым өткөргүчтүү эффективдүү транзистору (MOSFET). Бул аналогдук схемаларда жана санариптик схемаларда кеңири колдонула турган талаа эффективдүү транзистор. Анын "каналынын" (жумушчу ташуучунун) полярдуулук айырмасы боюнча, ал эки түргө бөлүнөт: "N-тип" жана "P-тип", алар көбүнчө NMOS жана PMOS деп аталат.
MOSFET иштөө принциби
MOSFET иштөө режимине ылайык өркүндөтүү жана түгөнүү түрүнө бөлүнөт. Жакшыртуу түрү MOSFETге тиешелүү, эгерде чыңалуу колдонулбаса жана эч кандай карама-каршылык жокөткөргүч канал. Эч кандай чыңалуу колдонулбаган учурда түгөнүү түрү MOSFETти билдирет. Өткөргүч канал пайда болот.
Чыныгы колдонмолордо N-каналды жакшыртуу түрү жана P-каналды жакшыртуу түрү MOSFETs гана бар. NMOSFETs кичинекей мамлекеттик каршылыкка ээ жана өндүрүү үчүн жеңил болгондуктан, NMOS иш жүзүндөгү колдонмолордо PMOS караганда көбүрөөк таралган.
MOSFET өркүндөтүү режими
MOSFET өркүндөтүү режиминин D дренажынын жана S булагынын ортосунда эки арткы PN түйүндөрү бар. Дарбаза булагынын чыңалуусу VGS=0 болгондо, дренаждык булактын чыңалуусу VDS кошулган күндө да, ар дайым тескери багыттуу абалда PN түйүнү болот жана дренаж менен булактын ортосунда өткөргүч канал болбойт (ток агымы жок). ). Ошондуктан, азыркы учурда агып чыгуу учурдагы ID = 0.
Бул учурда, эгерде дарбаза менен булактын ортосунда алдыга чыңалуу кошулса. Башкача айтканда, VGS>0, анда дарбаза электрод менен кремний субстраттын ортосундагы SiO2 изоляциялоочу катмарында P-типтеги кремний субстратына тегизделген дарбазасы бар электр талаасы пайда болот. Оксиддик катмар изоляциялоочу болгондуктан, дарбазага колдонулган VGS чыңалуу ток чыгара албайт. Оксиддик катмардын эки тарабында конденсатор түзүлөт жана VGS эквиваленттүү схемасы бул конденсаторду (конденсаторду) заряддайт. Жана электр талаасын жаратыңыз, анткени VGS акырындап көтөрүлүп, дарбазанын оң чыңалуусу тартылат. Бул конденсатордун (конденсатордун) экинчи тарабында көп сандагы электрондор чогулуп, дренаждан булакка чейин N тибиндеги өткөргүч каналды түзөт. VGS түтүктүн күйгүзүлгөн VT чыңалуусынан ашып кеткенде (негизинен 2V), N-канал түтүгү жаңы эле өткөрө баштайт жана дренаждык токтун идентификаторун жаратат. Канал биринчи жолу күйгүзүлгөн чыңалууну пайда кыла баштаганда, биз дарбаза булагы чыңалуу деп атайбыз. Жалпысынан VT катары көрсөтүлөт.
VGS дарбазасынын чыңалуусунун өлчөмүн көзөмөлдөө электр талаасынын күчүн же алсыздыгын өзгөртөт жана дренаждык токтун ID өлчөмүн көзөмөлдөө эффектине жетишүүгө болот. Бул ошондой эле токту башкаруу үчүн электр талааларын колдонгон MOSFETтердин маанилүү өзгөчөлүгү, ошондуктан алар талаа эффектиси транзисторлору деп да аталат.
MOSFET ички түзүмү
П-типтеги кремний субстратында аралашманын концентрациясы аз болгон эки N+ чөлкөмүндө аралашма концентрациясы жогору жана металл алюминийден эки электрод дренаждык жана булак s катары кызмат кылуу үчүн чыгарылат. Андан кийин жарым өткөргүчтүн бети өтө жука кремний диоксиди (SiO2) изоляциялоочу катмар менен капталат жана дренаж менен булактын ортосундагы изоляциялык катмарга алюминий электрод орнотулуп, дарбаза g кызматын аткарат. B электрод да субстраттын үстүнө тартылып, N-каналды жакшыртуу режими MOSFET түзөт. Ошол эле P-канал өркүндөтүүчү тибиндеги MOSFETтердин ички түзүлүшүнө да тиешелүү.
N-канал MOSFET жана P-канал MOSFET схемасынын символдору
Жогорудагы сүрөттө MOSFET схемасынын символу көрсөтүлгөн. Сүрөттө D – дренаж, S – булак, G – дарбаза, ал эми ортодогу жебе – субстрат. Эгерде жебе ичин көрсөтсө, анда ал N-канал MOSFETти, ал эми жебе сыртты көрсөтсө, P-канал MOSFETти көрсөтөт.
Кош N-канал MOSFET, кош P-канал MOSFET жана N+P-канал MOSFET схемасынын символдору
Чынында, MOSFET өндүрүш процессинде субстрат фабрикадан чыга электе булакка туташтырылган. Демек, символология эрежелеринде дренаж менен булакты айырмалоо үчүн субстратты билдирген жебе белгиси да булакка туташтырылышы керек. MOSFET колдонгон чыңалуунун полярдуулугу салттуу транзисторубузга окшош. N-каналы NPN транзисторуна окшош. Дренаж оң электродго жана S булагы терс электродго туташтырылган. G дарбазасы оң чыңалууга ээ болгондо өткөргүч канал пайда болуп, N-канал MOSFET иштей баштайт. Ошо сыяктуу эле, P-каналы PNP транзисторуна окшош. Дренаж D терс электродго, S булагы оң электродго кошулат жана G дарбазасында терс чыңалуу болгондо өткөргүч канал пайда болуп, P-канал MOSFET иштей баштайт.
MOSFET которуштуруу жоготуу принциби
Бул NMOS же PMOS болобу, ал күйгүзүлгөндөн кийин пайда болгон өткөргүч ички каршылык бар, андыктан ток ушул ички каршылыкка энергия керектейт. Керектелүүчү энергиянын бул бөлүгү өткөргүчтүк керектөө деп аталат. кичинекей өткөргүч ички каршылык менен MOSFET тандоо натыйжалуу өткөргүч керектөөнү азайтат. Аз кубаттуулуктагы MOSFETтердин учурдагы ички каршылыгы жалпысынан ондогон миллиомдорду түзөт, ошондой эле бир нече миллиом бар.
MOS күйгүзүлгөндө жана токтотулганда, ал бир заматта ишке ашпашы керек. MOSтун эки тарабындагы чыңалуу эффективдүү төмөндөп, ал аркылуу өткөн ток көбөйөт. Бул мезгилде MOSFETтин жоготуусу чыңалуу менен токтун продуктусу болуп саналат, бул коммутация жоготуу. Жалпысынан алганда, которуштуруу жоготуулар өткөргүч жоготууларга караганда алда канча чоң, жана которуу жыштыгы канчалык тез болсо, жоготуулар ошончолук чоң болот.
Өткөрүү учурундагы чыңалуу менен токтун көбөйтүлүшү өтө чоң, натыйжада өтө чоң жоготуулар болот. Которуу жоготууларды эки жол менен кыскартууга болот. Алардын бири которуштуруу убактысын кыскартуу болуп саналат, бул ар бир күйгүзүү учурунда жоготууну натыйжалуу азайтат; экинчиси убакыт бирдигине өчүргүчтөрдүн санын азайтууга мүмкүн болгон коммутация жыштыгын азайтуу.
Жогоруда MOSFETтин иштөө принцибинин диаграммасынын деталдуу түшүндүрмөсү жана MOSFETтин ички структурасынын анализи. MOSFET жөнүндө көбүрөөк билүү үчүн, сизге MOSFETтин техникалык колдоосун көрсөтүү үчүн OLUKEY менен кеңешүүгө кош келиңиз!
Посттун убактысы: 2023-жылдын 16-декабрына чейин
