የ MOSFET የስራ መርህ ዲያግራም ዝርዝር ማብራሪያ | የ FET ውስጣዊ መዋቅር ትንተና

MOSFET በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ ካሉት መሠረታዊ አካላት አንዱ ነው። በኤሌክትሮኒካዊ ዑደቶች፣ MOSFET በአጠቃላይ በኃይል ማጉያ ወረዳዎች ወይም የኃይል አቅርቦት ወረዳዎችን በመቀያየር ጥቅም ላይ ይውላል እና በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። ከታች፣ኦሉኬይስለ MOSFET የሥራ መርህ ዝርዝር ማብራሪያ ይሰጥዎታል እና የ MOSFET ውስጣዊ መዋቅርን ይተነትናል ።

ምንድነውMOSFET

MOSFET፣ የብረት ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተር ፋይል ውጤት ትራንዚስተር (MOSFET)። በአናሎግ ዑደቶች እና በዲጂታል ዑደቶች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል የመስክ ውጤት ትራንዚስተር ነው። በውስጡ "ሰርጥ" (የሥራ ሞደም) ያለውን polarity ልዩነት መሠረት, እሱ ብዙውን ጊዜ NMOS እና PMOS ተብለው ይህም ሁለት ዓይነቶች: "N-አይነት" እና "P-አይነት" ሊከፈል ይችላል.

MOSFET የስራ መርህ

MOSFET እንደ የሥራ ሁኔታው የማሻሻያ ዓይነት እና የመቀነስ ዓይነት ሊከፋፈል ይችላል። የማጎልበቻው አይነት MOSFETን የሚያመለክተው ምንም ዓይነት አድሎአዊ ቮልቴጅ በማይተገበርበት ጊዜ እና ምንም ችግር በማይኖርበት ጊዜ ነው።ዱክቲቭ ቻናል. የአድልዎ ቮልቴጅ በማይተገበርበት ጊዜ የመቀነስ አይነት MOSFETን ያመለክታል። የሚመራ ሰርጥ ይመጣል።

በትክክለኛ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የኤን-ቻናል ማሻሻያ አይነት እና የፒ-ቻናል ማሻሻያ አይነት MOSFETs ብቻ አሉ። NMOSFETs በግዛት ላይ አነስተኛ የመቋቋም ችሎታ ስላላቸው እና ለማምረት ቀላል ስለሆኑ NMOS በእውነተኛ አፕሊኬሽኖች ከPMOS የበለጠ የተለመደ ነው።

የማሻሻያ ሁነታ MOSFET

በፍሳሽ D እና በ MOSFET ምንጭ S መካከል ሁለት ከኋላ-ወደ-ኋላ የፒኤን መገናኛዎች አሉ። የጌት-ምንጭ ቮልቴጅ VGS=0, የፍሳሽ-ምንጭ ቮልቴጅ VDS ቢጨመርም, ሁልጊዜም የፒኤን መገናኛ በተገላቢጦሽ ሁኔታ ውስጥ አለ, እና በፍሳሹ እና በምንጩ መካከል ምንም ማስተላለፊያ ሰርጥ የለም (የአሁኑ ፍሰቶች የሉም). ). ስለዚህ, በዚህ ጊዜ የውሃ ፍሳሽ መታወቂያ = 0.

በዚህ ጊዜ, በበሩ እና በምንጩ መካከል ወደፊት ቮልቴጅ ከተጨመረ. ማለትም፣ VGS>0፣ ከዚያም በር ያለው የኤሌትሪክ መስክ ከፒ-አይነት የሲሊኮን ንጣፍ ጋር የተስተካከለ በር ያለው በሲኦ2 የኢንሱሌሽን ንብርብር በበር ኤሌክትሮድ እና በሲሊኮን ንጣፍ መካከል ይፈጠራል። የኦክሳይድ ንብርብር መከላከያ ስለሆነ በበሩ ላይ የሚተገበረው ቮልቴጅ VGS አሁኑን ማምረት አይችልም. በኦክሳይድ ንብርብር በሁለቱም በኩል capacitor ይፈጠራል፣ እና የቪጂኤስ አቻ ዑደት ይህንን አቅም (capacitor) ያስከፍላል። እና የኤሌክትሪክ መስክ ያመነጫሉ, ቪጂኤስ ቀስ በቀስ እየጨመረ ሲሄድ, በበሩ አወንታዊ ቮልቴጅ ይሳባል. ብዙ ቁጥር ያላቸው ኤሌክትሮኖች በዚህ capacitor (capacitor) በሌላኛው በኩል ይከማቻሉ እና ከውሃ ማፍሰሻ ወደ ምንጭ የኤን-አይነት ማስተላለፊያ ቻናል ይፈጥራሉ። VGS የቱቦውን የማብራት ቮልቴጅ VT ሲያልፍ (በአጠቃላይ 2V ገደማ)፣ የኤን-ቻናል ቱቦው ልክ መምራት ይጀምራል፣ የውሃ ፍሳሽ የአሁኑ መታወቂያ ያመነጫል። ሰርጡ መጀመሪያ የመብራት ቮልቴጅ ማመንጨት ሲጀምር የጌት-ምንጭ ቮልቴጅ እንላለን. በአጠቃላይ እንደ ቪቲ.

የበሩን ቮልቴጅ VGS መጠን መቆጣጠር የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ወይም ድክመት ይለውጣል, እና የፍሳሽ የአሁኑ መታወቂያ መጠን የመቆጣጠር ውጤት ማሳካት ይቻላል. ይህ የኤሌክትሪክ ኃይልን ለመቆጣጠር የኤሌክትሪክ መስኮችን የሚጠቀሙ የ MOSFETs ጠቃሚ ባህሪ ነው, ስለዚህ የመስክ ተፅእኖ ትራንዚስተሮች ይባላሉ.

MOSFET ውስጣዊ መዋቅር

በፒ ዓይነት የሲሊኮን ንኡስ ይዘት ዝቅተኛ የንጽህና ይዘት ያለው፣ ከፍተኛ የንጽህና ይዘት ያላቸው ሁለት N+ ክልሎች የተሰሩ ሲሆን ሁለት ኤሌክትሮዶች ከብረት አልሙኒየም ወጥተው እንደ ማፍሰሻ መ እና ምንጭ ሆነው ያገለግላሉ። ከዚያም ሴሚኮንዳክተር ወለል እጅግ በጣም ቀጭን ሲሊከን ዳይኦክሳይድ (SiO2) የማያስተላልፍና ንብርብር የተሸፈነ ነው, እና አንድ የአልሙኒየም electrode ወደ እዳሪ እና ምንጭ መካከል ማገጃ ንብርብር ላይ ተጭኗል በር ሰ ሆኖ ያገለግላል. አንድ ኤሌክትሮድ ቢ እንዲሁ በመሠረት ላይ ተዘርግቷል፣ የኤን-ቻናል ማሻሻያ ሁነታ MOSFET ይፈጥራል። የፒ-ቻናል ማሻሻያ አይነት MOSFET ዎች ውስጣዊ አፈጣጠርም ተመሳሳይ ነው።

N-channel MOSFET እና P-channel MOSFET የወረዳ ምልክቶች

ከላይ ያለው ሥዕል የ MOSFET የወረዳ ምልክት ያሳያል። በሥዕሉ ላይ D የውሃ ፍሳሽ ነው, S ምንጭ ነው, G በር ነው, እና በመሃል ላይ ያለው ቀስት ንጣፉን ይወክላል. ቀስቱ ወደ ውስጥ ከጠቆመ፣ N-channel MOSFETን ያሳያል፣ እና ቀስቱ ወደ ውጭ የሚያመለክት ከሆነ፣ የፒ-ቻናል MOSFETን ያመለክታል።

ባለሁለት ኤን-ቻናል MOSFET፣ ባለሁለት ፒ-ቻናል MOSFET እና N+P-channel MOSFET የወረዳ ምልክቶች

እንደ እውነቱ ከሆነ, በ MOSFET የማምረት ሂደት ውስጥ, ከፋብሪካው ከመውጣቱ በፊት ንጣፉ ከምንጩ ጋር የተገናኘ ነው. ስለዚህ, በምልክት ደንቦች ውስጥ, ንጣፉን የሚወክለው የቀስት ምልክት እንዲሁ ከምንጩ ጋር መያያዝ አለበት ፍሳሽ እና ምንጩን ለመለየት. MOSFET የሚጠቀመው የቮልቴጅ ፖላሪቲ ከባህላዊ ትራንዚስተር ጋር ተመሳሳይ ነው። ኤን-ቻናል ከ NPN ትራንዚስተር ጋር ተመሳሳይ ነው። የፍሳሽ D ከአዎንታዊ ኤሌክትሮድ ጋር የተገናኘ እና ምንጭ S ከአሉታዊ ኤሌክትሮድ ጋር የተገናኘ ነው. በሩ ጂ አዎንታዊ ቮልቴጅ ሲኖረው, ኮንዳክቲቭ ሰርጥ ይፈጠራል እና የ N-channel MOSFET መስራት ይጀምራል. በተመሳሳይ የፒ-ቻናል ከፒኤንፒ ትራንዚስተር ጋር ተመሳሳይ ነው። የፍሳሽ D ከአሉታዊ ኤሌክትሮድ ጋር ተያይዟል, ምንጩ S ከአዎንታዊ ኤሌክትሮድ ጋር ይገናኛል, እና በሩ ጂ አሉታዊ ቮልቴጅ ሲኖረው, ኮንዳክቲቭ ሰርጥ ይፈጠራል እና የ P-channel MOSFET መስራት ይጀምራል.

MOSFET የመቀያየር ኪሳራ መርህ

NMOS ወይም PMOS ቢሆን, ከበራ በኋላ የሚፈጠረውን ኮንዳክሽን ውስጣዊ ተቃውሞ አለ, ስለዚህም አሁኑ በዚህ ውስጣዊ ተቃውሞ ላይ ኃይልን ያጠፋል. ይህ የኃይል ፍጆታ ክፍል ኮንዳክሽን ፍጆታ ይባላል. MOSFET በትናንሽ ኮንዲሽን ውስጣዊ ተቃውሞ መምረጥ የፍጆታ ፍጆታን በትክክል ይቀንሳል። አሁን ያለው የአነስተኛ ኃይል MOSFET ውስጣዊ ተቃውሞ በአጠቃላይ በአስር ሚሊዮህሞች አካባቢ ነው፣ እና በርካታ ሚሊሆምም አለ።

MOS ሲበራ እና ሲቋረጥ፣ በቅጽበት እውን መሆን የለበትም። በ MOS በሁለቱም በኩል ያለው ቮልቴጅ ውጤታማ የሆነ ቅነሳ ይኖረዋል, እና በእሱ ውስጥ የሚፈሰው ጅረት መጨመር ይኖረዋል. በዚህ ጊዜ ውስጥ የ MOSFET መጥፋት የቮልቴጅ እና የአሁኑ ውጤት ነው, ይህም የመቀያየር ኪሳራ ነው. በአጠቃላይ የመቀያየር ኪሳራዎች ከኮንዳክሽን ኪሳራዎች በጣም ትልቅ ናቸው, እና የመቀየሪያው ድግግሞሽ ፍጥነት, የበለጠ ኪሳራዎች.

የቮልቴጅ እና የወቅቱ ምርት በሚሰራበት ጊዜ በጣም ትልቅ ነው, ይህም በጣም ትልቅ ኪሳራ ያስከትላል. የመቀያየር ኪሳራ በሁለት መንገዶች መቀነስ ይቻላል. አንደኛው የመቀየሪያ ጊዜን መቀነስ ነው, ይህም በእያንዳንዱ ማብራት ወቅት ያለውን ኪሳራ በትክክል ሊቀንስ ይችላል; ሌላው የመቀየሪያውን ድግግሞሽ ለመቀነስ ነው, ይህም በአንድ ክፍል ጊዜ የመቀየሪያዎችን ብዛት ሊቀንስ ይችላል.

ከላይ ያለው የ MOSFET የስራ መርህ ንድፍ እና የ MOSFET ውስጣዊ መዋቅር ትንተና ዝርዝር ማብራሪያ ነው። ስለ MOSFET የበለጠ ለማወቅ፣ MOSFET የቴክኒክ ድጋፍን ለእርስዎ ለመስጠት OLUKEY ን እንዲያማክሩ እንኳን በደህና መጡ።