A MOSFET (metal-oxid-semiconductor FET) egyfajta térhatású tranzisztor szigetelt kapuval, amelyet főleg jelek erősítésére vagy kapcsolására használnak. Most az analóg és digitális áramkörökben a MOSFET-eket gyakrabban használják, mint az BJT-k . A MOSFET-eket főként erősítőkben használják végtelen bemeneti impedanciájuk miatt, így lehetővé teszi az erősítő számára, hogy szinte az összes bejövő jelet rögzítse. A fő előnye a MOSFET A BJT-hez képest szinte nem igényel bemeneti áramot a terhelési áram szabályozásához. A MOSFET-ek két típusba sorolhatók: javító MOSFET és kimerítő MOSFET. Tehát ez a cikk rövid tájékoztatást nyújt a javítás MOSFET – alkalmazásokkal való munka.
Mi az Enhancement Type MOSFET?
A javító módban működő MOSFET E-MOSFET vagy javítási mosfet néven ismert. Az Enhancement mód azt jelenti, hogy amikor a feszültség ennek a MOSFET-nek a kapukapcsa felé növekszik, akkor az áram áramlása a lefolyótól a forrás felé tovább nő, amíg el nem éri a legmagasabb szintet. Ez a MOSFET egy háromterminális feszültségvezérelt eszköz, ahol a kapcsok forrás, kapu és lefolyó.
Ezeknek a MOSFET-eknek a jellemzői az alacsony fogyasztás, az egyszerű gyártás és a kis geometria. Tehát ezek a tulajdonságok integrált áramkörökön belül használhatóvá teszik őket. Nincs útvonal ennek a MOSFET-nek a leeresztője (D) és forrása (S) között, ha nincs feszültség a kapu és a forrás kivezetései között. Tehát a kapu-forrás feszültségének alkalmazása javítja a csatornát, és képessé teszi az áramvezetésre. Ez a tulajdonság a fő oka annak, hogy ezt az eszközt bővített módú MOSFET-nek nevezzük.
Továbbfejlesztett MOSFET szimbólum
A továbbfejlesztett MOSFET szimbólumok mind a P-csatornához, mind az N-csatornához az alábbiakban láthatók. Az alábbi szimbólumokon észrevehetjük, hogy egy szaggatott vonal egyszerűen csatlakozik a forrástól a hordozó termináljához, ami a bővítési mód típusát jelzi.
Az EMOSFET-ek vezetőképessége az oxidréteg növelésével nő, ami a töltéshordozókat a csatorna felé adja. Általában ezt a réteget Inverziós rétegnek nevezik.
Ebben a MOSFET-ben a csatorna a D (drain) és az S (forrás) között van kialakítva. Az N-csatornás típusnál a P-típusú hordozót, míg a P-csatornás típusnál az N-típusú hordozót használják. Itt a töltéshordozók miatti csatornavezetőképesség elsősorban a P-típusú, illetve az N-típusú csatornáktól függ.
Enhancement Mosfet működési elve
Fokozás típusú MOSFET-ek általában ki vannak kapcsolva, ami azt jelenti, hogy ha egy bővítő típusú MOSFET van csatlakoztatva, akkor nem folyik áram a kapocsleeresztőből (D) a forrásba (S), ha nincs feszültség adva annak kaputermináljára. Ez az oka annak, hogy ezt a tranzisztort a általában ki van kapcsolva az eszközről .
Hasonlóképpen, ha a feszültséget ennek a MOSFET-nek a kaputermináljára adjuk, akkor a leeresztő-forrás csatorna nagyon kevésbé ellenálló lesz. Amikor a feszültség a kapu és a forráskapocs között növekszik, akkor az áram áramlása a lefolyókapocstól a forráskapocsig szintén növekszik mindaddig, amíg a legmagasabb áramot nem táplálják a leeresztőkapocsról a forrásra.
Építkezés
Az bővítő MOSFET építése alább látható. Ez a MOSFET három rétegű kaput, lefolyót és forrást tartalmaz. A MOSFET teste olyan hordozóként ismert, amely belülről csatlakozik a forráshoz. A MOSFET-ben a félvezető réteg fémkapu kivezetése szilícium-dioxid rétegen keresztül van szigetelve, egyébként dielektromos rétegen.
Ez az EMOSFET két anyagból készült, például P-típusú és N-típusú félvezetőkből. Egy szubsztrát fizikailag támogatja az eszközt. A vékony SiO réteg és a kiváló elektromos szigetelő egyszerűen lefedi a forrás- és lefolyókapcsok közötti területet. Az oxidrétegen egy fémréteg alkotja a kapuelektródát.
Ebben a konstrukcióban a két N régió néhány mikrométernyi távolságra van elválasztva egy enyhén adalékolt p-típusú hordozón. Ezt a két N-régiót a forrás és a leeresztő terminálokhoz hasonlóan hajtják végre. A felületen vékony szigetelőréteg alakul ki, amelyet szilícium-dioxidnak neveznek. Az ezen a rétegen kialakított töltéshordozók, mint a lyukak, alumínium érintkezőket hoznak létre mind a forrás, mind a leeresztő kapcsok számára.
Ez a vezetési réteg úgy működik, mint a SiO2-ra fektetett terminálkapu, valamint a csatorna teljes területe. Vezetés szempontjából azonban nem tartalmaz fizikai csatornát. Az ilyen jellegű továbbfejlesztésben a MOSFET a p-típusú hordozót a teljes SiO2 rétegre kiterjeszti.
Dolgozó
Az EMOSFET működése az, hogy amikor a VGS 0 V, akkor nincs csatorna, amely összekötné a forrást és a lefolyót. A p-típusú szubsztrátumnak csak kevés termikusan előállított kisebbségi töltéshordozója van, mint például a szabad elektronok, így az elvezetési áram nulla. Emiatt ez a MOSFET általában KI lesz kapcsolva.
Ha a kapu (G) pozitív (+ve), akkor vonzza a kisebbségi töltéshordozókat, például az elektronokat a p-szubsztrátumból, ahol ezek a töltéshordozók egyesülnek a SiO2 réteg alatti lyukakon keresztül. Tovább növeljük a VGS-t, akkor az elektronoknak elegendő potenciálja lesz az átjutáshoz és a kötéshez, és több töltéshordozó, azaz elektronok rakódnak le a csatornában.
Itt a dielektrikum arra szolgál, hogy megakadályozza az elektronok mozgását a szilícium-dioxid rétegen. Ez a felhalmozódás n-csatorna kialakulását eredményezi a Drain és Source terminálok között. Tehát ez a generált leeresztőáramhoz vezethet a csatornában. Ez a leeresztőáram egyszerűen arányos a csatorna ellenállásával, ami még attól függ, hogy a kapu +ve termináljához milyen töltéshordozók vonzódnak.
A bővítés típusai MOSFET típus
Kétféle típusban kaphatók N csatornajavító MOSFET és P Channel Enhancement MOSFET .
Az N csatornás bővítési típusban enyhén adalékolt p-szubsztrátot használnak, és két erősen adalékolt n-típusú régió alkotja a forrás és lefolyó csatlakozókat. Az ilyen típusú E-MOSFET-ben a töltéshordozók többsége elektron. Kérjük, tekintse meg ezt a linket, ha többet szeretne megtudni - N-csatornás MOSFET.
A P csatorna típusban enyhén adalékolt N-szubsztrátot használnak, és két erősen adalékolt p-típusú régió alkotja a forrás és lefolyó csatlakozókat. Az ilyen típusú E-MOSFET-ben a töltéshordozók többsége lyuk. Kérjük, tekintse meg ezt a linket, ha többet szeretne megtudni - P-csatornás MOSFET .
Jellemzők
Az alábbiakban tárgyaljuk az n csatornás kijavítású MOSFET és a p csatornás javítás VI és leeresztési jellemzőit.
Lefolyó jellemzői
Az N csatornás továbbfejlesztett mosfet leeresztő jellemzők alább láthatók. Ezekben a karakterisztikákban megfigyelhetjük az Id és Vds között ábrázolt lefolyási karakterisztikát a különböző Vgs értékekhez, amint az a diagramon látható. Amint látható, hogy ha a Vgs értéket növeljük, akkor az aktuális „Id” is meg fog nőni.
A karakterisztika parabola görbéje megmutatja a VDS lokuszát, ahol az Id (lefolyóáram) telítődik. Ezen a grafikonon a lineáris vagy ohmos tartomány látható. Ebben a régióban a MOSFET feszültségvezérelt ellenállásként működhet. Tehát a rögzített Vds értéknél, ha egyszer megváltoztatjuk a Vgs feszültség értékét, akkor megváltozik a csatorna szélessége, vagy azt mondhatjuk, hogy megváltozik a csatorna ellenállása.
Az ohmos régió egy olyan terület, ahol az aktuális „IDS” a VDS érték növekedésével emelkedik. Ha a MOSFET-eket úgy tervezték, hogy az ohmos tartományban működjenek, akkor erősítőkként is használhatók .
Azt a kapufeszültséget, amelynél a tranzisztor BEKAPCSOL, és elkezd áramolni a csatornán, küszöbfeszültségnek (VT vagy VTH) nevezzük. Az N-csatornás feszültség küszöbértéke 0,5 V és 0,7 V között van, míg a P-csatornás eszközöknél -0,5 V és -0,8 V között van.
Amikor a Vds
A levágási tartományban, amikor a feszültség Vgs Amikor a mosfet a lókusz jobb oldalán működik, akkor azt mondhatjuk, hogy egy telítettségi régió . Tehát matematikailag, amikor a Vgs feszültség > vagy = Vgs-Vt, akkor telítési tartományban működik. Tehát ez az egész a lefolyó jellemzőiről szól a javítási mosfet különböző régióiban. Az az N csatornás fokozó mosfet átviteli jellemzői alább láthatók. Az átviteli jellemzők a „Vgs” bemeneti feszültség és az „Id” kimeneti leeresztőáram közötti kapcsolatot mutatják. Ezek a jellemzők alapvetően azt mutatják meg, hogyan változik az „Id” a Vgs értékek változásakor. Tehát ezekből a jellemzőkből megfigyelhetjük, hogy az „Id” leeresztőáram a küszöbfeszültségig nulla. Ezt követően, ha növeljük a Vgs értéket, akkor az „Id” nő. Az aktuális „Id” és a Vgs közötti kapcsolat a következőképpen adható meg: Id = k(Vgs-Vt)^2. Itt a „K” az eszköz állandója, amely az eszköz fizikai paramétereitől függ. Tehát ennek a kifejezésnek a használatával megtudhatjuk a leeresztő áram értékét a rögzített Vgs értékhez. Az P csatorna javítása mosfet leeresztő jellemzői alább láthatók. Itt a Vds és Vgs negatív lesz. Az „Id” leeresztőáram a forrástól a leeresztő terminálig fog táplálkozni. Amint ezen a grafikonon észrevehetjük, ha a Vgs negatívabbá válik, akkor az „Id” leeresztő áram is megnő. Ha a Vgs > VT, akkor ez a MOSFET a cut-off régióban fog működni. Hasonlóképpen, ha megfigyeljük ennek a MOSFET-nek az átviteli jellemzőit, akkor ez az N-csatorna tükörképe lesz. Általában az Enhancement MOSFET (E-MOSFET) vagy feszültségosztó előfeszítéssel van előfeszítve, ellenkező esetben leeresztő visszacsatolási előfeszítéssel. De az E-MOSFET nem torzítható önelfogultsággal és nulla torzítással. Az N csatornás E-MOSFET feszültségosztó előfeszítése alább látható. A feszültségosztó előfeszítése hasonló a BJT-ket használó osztóáramkörhöz. Valójában az N-csatornás továbbfejlesztett MOSFET-nek olyan kaputerminálra van szüksége, amely magasabb, mint a forrásánál, ahogy az NPN BJT-nek is olyan alapfeszültségre van szüksége, amely magasabb az emitteréhez képest. Ebben az áramkörben az R1 és R2 ellenállásokat használják az osztó áramkör létrehozására a kapufeszültség létrehozásához. Ha az E-MOSFET forrása közvetlenül csatlakozik a GND-hez, akkor VGS = VG. Tehát az R2 ellenállás potenciálját a VGS(th) fölé kell állítani a megfelelő működéshez az E-MOSFET karakterisztikus egyenlettel, mint pl. D = K (V GS -BAN BEN GS (th))^2. A VG érték ismeretében az E-MOSFET karakterisztikus egyenlete használható a leeresztőáram megállapítására. De a „K” eszközállandó az egyetlen hiányzó tényező, amely bármely adott eszközre kiszámítható a VGS (be) és ID (be) koordinátapártól függően. A „K” konstans az E-MOSFET karakterisztikus egyenletéből származik, például K = I D /(BAN BEN GS -BAN BEN GS (th))^2. K = I D /(BAN BEN GS -BAN BEN GS (th))^2. Tehát ez az érték más előfeszítési pontokhoz használatos. Ez az előfeszítés a fent említett jelleggörbe „be” működési pontját használja. Az ötlet az, hogy a tápegység és a leeresztő ellenállás megfelelő kiválasztásával leeresztő áramot állítsunk be. A leeresztő visszacsatoló áramkör prototípusa az alábbiakban látható. Ez egy meglehetősen egyszerű áramkör, amely néhány alapvető komponenst használ. Ez a művelet a KVL alkalmazásával érthető. BAN BEN DD = V RD + V RG + V GS BAN BEN DD = I D R D + I G R G + V GS Itt a kapuáram jelentéktelen, így a fenti egyenlet lesz BAN BEN DD =I D R D +V GS és V. is DS = BAN BEN GS És így, BAN BEN GS =V DS = V DD − Én D R D Ez az egyenlet felhasználható az előfeszítő áramkör tervezésének alapjaként. Az erősítő mosfet és a kimerítő mosfet közötti különbség a következőket tartalmazza. Továbbfejlesztett MOSFET A MOSFET kimerülése Kérjük, tekintse meg ezt a linket, ha többet szeretne megtudni - Kimerülési mód MOSFET . Az Az Enhancement MOSFET alkalmazásai a következőket tartalmazzák. Így ez az egész egy Javítás áttekintéséről szól MOSFET – működik pályázatokkal. Az E-MOSFET nagy és alacsony fogyasztású változatban is beszerezhető, amelyek csak bővítési módban működnek. Itt egy kérdés, hogy mi az a MOSFET kimerülése? Átviteli jellemzők
P Channel Enhancement MOSFET
Alkalmazások
Az Enhancement MOSFET előfeszítése
Feszültségosztó előfeszítése
Drain Feedback Bias
Enhancement MOSFET vs Depletion MOSFET
Enhancement MOSFET más néven E-MOSFET.
A MOSFET kimerülése D-MOSFET néven is ismert.
Javítási módban a csatorna kezdetben nem létezik, és a kapu termináljára adott feszültség képezi.
Kimerülési módban a csatorna a tranzisztor építési idejében tartósan legyártott.
Normál esetben az eszköz kikapcsolt állapotban van, a kapu (G) a forrás (S) feszültsége nulla.
Ez általában egy bekapcsolt eszköz nulla kapu (G) a forrás (S) feszültségével.
Ez a MOSFET nem tud áramot vezetni kikapcsolt állapotban.
Ez a MOSFET képes áramot vezetni kikapcsolt állapotban.
Ennek a MOSFET-nek a bekapcsolásához pozitív kapufeszültség szükséges.
Ennek a MOSFET-nek a bekapcsolásához negatív kapufeszültségre van szükség.
Ez a MOSFET diffúziós és szivárgási árammal rendelkezik.
Ennek a MOSFET-nek nincs diffúziós és szivárgási árama.
Nincs állandó csatornája.
Állandó csatornája van.
A kapukapocs feszültsége egyenesen arányos a leeresztő kapocs áramával.
A kapu feszültsége fordítottan arányos a Drain áramerősségével.
