Detailléiert Erklärung vum Aarbechtsprinzipdiagramm vum MOSFET | Analyse vun der intern Struktur vun FET

MOSFET ass ee vun de meescht Basiskomponenten an der Hallefleitindustrie. An elektronesche Circuiten gëtt MOSFET allgemeng a Kraaftverstärkerkreesser oder Schaltkraaftversuergungskreesser benotzt a gëtt vill benotzt. drënner,OLUKEYwäert Iech eng detailléiert Erklärung vum Aarbechtsprinzip vum MOSFET ginn an d'intern Struktur vum MOSFET analyséieren.

Wat assMOSFET

MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor (MOSFET). Et ass e Feldeffekttransistor dee wäit an analoge Circuiten an digitale Circuiten benotzt ka ginn. No der Polaritéit Differenz vu sengem "Kanal" (schaffen Carrier), kann et an zwou Zorte ënnerdeelt ginn: "N-Typ" an "P-Typ", déi dacks NMOS an PMOS genannt ginn.

MOSFET Aarbechtsprinzip

MOSFET kann an Verbesserungstyp an Ausarmungstyp opgedeelt ginn no dem Aarbechtsmodus. D'Verbesserungstyp bezitt sech op de MOSFET wa keng Biasspannung ugewannt gëtt an et kee Conductive Kanal. Den Ausarmungstyp bezitt sech op de MOSFET wa keng Biasspannung ugewannt gëtt. E konduktiven Kanal erschéngt.

An aktuellen Uwendungen ginn et nëmmen N-Kanal Verbesserungstyp a P-Kanal Verbesserungstyp MOSFETs. Zënter NMOSFETs kleng On-State Resistenz hunn an einfach ze fabrizéieren, ass NMOS méi heefeg wéi PMOS an aktuellen Uwendungen.

Verbesserungsmodus MOSFET

Et ginn zwee Réck-zu-Réck PN-Kräizungen tëscht dem Drain D an der Quell S vum Verbesserungsmodus MOSFET. Wann d'Gate-Source Spannung VGS = 0, och wann d'Drain-Quell Spannung VDS derbäi ass, gëtt et ëmmer e PN-Kräizung an engem ëmgedréint-biaséierten Zoustand, an et gëtt kee konduktive Kanal tëscht dem Drain an der Quell (kee Stroum fléisst ). Dofir, den Drain aktuell ID = 0 zu dëser Zäit.

Zu dëser Zäit, wann eng Forward Volt tëscht dem Paart an der Quell dobäigesat gëtt. Dat ass, VGS> 0, da gëtt en elektrescht Feld mat dem Paart ausgeriicht mam P-Typ Siliziumsubstrat an der SiO2 Isoléierschicht tëscht der Gateelektrode an dem Siliziumsubstrat generéiert. Well d'Oxidschicht isoléiert ass, kann d'Spannung VGS, déi op d'Paart applizéiert gëtt, net Stroum produzéieren. E Kondensator gëtt op béide Säiten vun der Oxidschicht generéiert, an de VGS gläichwäertege Circuit gelueden dëse Kondensator (Kondensator). A generéiert en elektrescht Feld, wéi VGS lues eropgeet, ugezunn vun der positiver Spannung vum Paart. Eng grouss Unzuel vun Elektronen accumuléiert op der anerer Säit vun dësem Kondensator (Kondensator) a kreéiert en N-Typ konduktiven Kanal vum Drain bis zur Quell. Wann VGS d'Turn-on Spannung VT vum Rouer iwwerschreift (normalerweis ongeféier 2V), fänkt den N-Kanal Rouer just un ze féieren, generéiert eng Drainstroum ID. Mir nennen d'Paart-Quellspannung wann de Kanal fir d'éischt ufänkt d'Schaltspannung ze generéieren. Allgemeng ausgedréckt als VT.

Kontroll vun der Gréisst vun der Gate Volt VGS Ännerungen der Stäerkt oder Schwäch vun der elektrescht Feld, an den Effet vun Kontroll der Gréisst vun der Drain aktuell ID kann erreecht ginn. Dëst ass och eng wichteg Feature vu MOSFETs déi elektresch Felder benotze fir Stroum ze kontrolléieren, sou datt se och Feldeffekttransistoren genannt ginn.

MOSFET intern Struktur

Op engem P-Typ Siliziumsubstrat mat enger gerénger Gëftstoffkonzentratioun ginn zwou N+ Regiounen mat enger héijer Gëftstoffkonzentratioun gemaach, an zwou Elektroden ginn aus Metallaluminium gezunn fir als Drain d an d'Quell s ze déngen. Dann ass d'Halbleiterfläche mat enger extrem dënnem Siliziumdioxid (SiO2) Isoléierschicht bedeckt, an eng Aluminiumelektrode gëtt op der Isoléierschicht tëscht dem Drain an der Quell installéiert fir als Paart g ze déngen. Eng Elektrode B gëtt och um Substrat erausgezunn, a bildt en N-Kanal Verbesserungsmodus MOSFET. Datselwecht ass wouer fir déi intern Bildung vu MOSFETs vum P-Kanal Verbesserungstyp.

N-Kanal MOSFET an P-Kanal MOSFET Circuit Symboler

D'Bild uewen weist de Circuit Symbol vun MOSFET. Am Bild ass D den Drain, S ass d'Quell, G ass de Paart, an de Pfeil an der Mëtt representéiert de Substrat. Wann de Pfeil no bannen weist, weist et en N-Kanal MOSFET un, a wann de Pfeil no bausse weist, weist et e P-Kanal MOSFET.

Dual N-Kanal MOSFET, Dual P-Kanal MOSFET an N+P-Kanal MOSFET Circuit Symboler

Tatsächlech, wärend dem MOSFET Fabrikatiounsprozess, ass de Substrat mat der Quell ugeschloss ier Dir d'Fabréck verléisst. Dofir, an de Symbologieregelen, muss de Pfeilsymbol deen de Substrat representéiert och mat der Quell verbonne sinn fir den Drain an d'Quell z'ënnerscheeden. D'Polaritéit vun der Spannung, déi vum MOSFET benotzt gëtt, ass ähnlech wéi eisen traditionellen Transistor. Den N-Kanal ass ähnlech wéi en NPN Transistor. Den Drain D ass mat der positiver Elektrode verbonnen an d'Quell S ass mat der negativer Elektrode verbonnen. Wann de Paart G eng positiv Spannung huet, gëtt e konduktiven Kanal geformt an den N-Kanal MOSFET fänkt un ze schaffen. Ähnlech ass de P-Kanal ähnlech wéi e PNP Transistor. Den Drain D ass mat der negativer Elektrode verbonnen, d'Quell S ass mat der positiver Elektrode verbonnen, a wann de Paart G eng negativ Spannung huet, gëtt e konduktiven Kanal geformt an de P-Kanal MOSFET fänkt un ze schaffen.

MOSFET Schaltverloscht Prinzip

Egal ob et NMOS oder PMOS ass, gëtt et eng intern Leedungsresistenz generéiert nodeems se ageschalt ass, sou datt de Stroum Energie op dëser interner Resistenz verbraucht. Dësen Deel vun der verbrauchter Energie gëtt Conduktiounsverbrauch genannt. D'Auswiel vun engem MOSFET mat enger klenger Konduktioun intern Resistenz wäert effektiv d'Konduktiounsverbrauch reduzéieren. Déi aktuell intern Resistenz vu Low-Power MOSFETs ass allgemeng ongeféier zéng Milliohms, an et ginn och e puer Milliohms.

Wann MOS ageschalt an ofgeschloss ass, däerf et net an engem Moment realiséiert ginn. D'Spannung op béide Säiten vum MOS wäert eng effektiv Ofsenkung hunn, an de Stroum, deen duerch et fléisst, wäert eng Erhéijung hunn. Wärend dëser Period ass de Verloscht vum MOSFET d'Produkt vun der Spannung an dem Stroum, wat de Schaltverloscht ass. Allgemeng sinn d'Schaltverloschter vill méi grouss wéi d'Konduktiounsverloschter, a wat méi séier d'Schaltfrequenz ass, dest méi grouss d'Verloschter.

D'Produkt vu Spannung a Stroum am Moment vun der Leedung ass ganz grouss, wat zu ganz grousse Verloschter resultéiert. Wiessel Verloschter kann op zwou Manéieren reduzéiert ginn. Een ass d'Schaltzäit ze reduzéieren, wat effektiv de Verloscht während all Turn-on reduzéieren kann; déi aner ass d'Schaltfrequenz ze reduzéieren, wat d'Zuel vun de Schalter pro Unitéit Zäit reduzéiere kann.

Dat hei uewen ass eng detailléiert Erklärung vum Aarbechtsprinzipdiagramm vum MOSFET an der Analyse vun der interner Struktur vum MOSFET. Fir méi iwwer MOSFET ze léieren, wëllkomm fir OLUKEY ze konsultéieren fir Iech MOSFET technesch Ënnerstëtzung ze bidden!