Wéi MOSFETs funktionnéieren

Den Aarbechtsprinzip vum MOSFET baséiert haaptsächlech op seng eenzegaarteg strukturell Eegeschaften an elektresch Feldeffekter. Déi folgend ass eng detailléiert Erklärung wéi MOSFETs funktionnéieren:

I. Basis Struktur vun MOSFET

E MOSFET besteet haaptsächlech aus engem Paart (G), enger Quell (S), engem Drain (D), an engem Substrat (B, heiansdo verbonne mat der Quell fir en Dräi-Terminalapparat ze bilden). An N-Kanal Verbesserung MOSFETs ass de Substrat normalerweis e niddereg-dotéierte P-Typ Siliziummaterial, op deem zwee héich dotéiert N-Typ Regioune fabrizéiert gi fir als Quell an Drain ze déngen. D'Uewerfläch vum P-Typ Substrat ass mat engem ganz dënnen Oxidfilm (Siliciumdioxid) als Isoléierschicht bedeckt, an eng Elektrode gëtt als Paart gezeechent. Dës Struktur mécht d'Paart isoléiert vum P-Typ Hallefleitsubstrat, dem Drain an der Quell, a gëtt dofir och als isoléiert Gate Feldeffekt Röhre genannt.

II. Prinzip vun der Operatioun

MOSFETs funktionnéieren mat der Gate Quellspannung (VGS) fir den Drainstroum (ID) ze kontrolléieren. Speziell, wann déi applizéiert positiv Gate Quell Volt, VGS, ass méi grouss wéi null, en ieweschte positiven an ënneschten negativ elektrescht Feld wäert schéngen op der Oxid Layer ënnert der Gate. Dëst elektrescht Feld zitt fräi Elektronen an der P-Regioun un, wouduerch se ënner der Oxidschicht accumuléieren, wärend Lächer an der P-Regioun ofstoen. Wéi VGS eropgeet, erhéicht d'Kraaft vum elektresche Feld an d'Konzentratioun vun ugezunnenen fräien Elektronen erop. Wann VGS eng gewëssen Schwellspannung (VT) erreecht, ass d'Konzentratioun vu fräien Elektronen, déi an der Regioun gesammelt sinn, grouss genuch fir eng nei N-Typ Regioun (N-Kanal) ze bilden, déi wéi eng Bréck wierkt, déi den Drain a Quell verbënnt. Op dësem Punkt, wann eng bestëmmte dreiwend Volt (VDS) existeiert tëscht dem Drain an der Quell, fänkt d'Drain Stroum ID ze fléissen.

III. Formatioun an Ännerung vun Dirigent Kanal

D'Bildung vum Dirigentkanal ass de Schlëssel fir d'Operatioun vum MOSFET. Wann VGS méi grouss ass wéi VT, gëtt de Leedungskanal etabléiert an den Drainstroum ID gëtt vu béide VGS a VDS beaflosst. ass wichteg ze notéieren, datt wann der Dirigent Kanal net etabléiert ass (dh VGS ass manner wéi VT), dann och wann VDS präsent ass, der Drain aktuell ID schéngt net.

IV. Charakteristike vun MOSFETs

Héich Input Impedanz:D'Inputimpedanz vum MOSFET ass ganz héich, no bei der Onendlechkeet, well et eng Isoléierschicht tëscht dem Paart an der Quell-Drain-Regioun ass an nëmmen e schwaache Paartstroum.

Niddereg Ausgangsimpedanz:MOSFETs si Spannungskontrolléiert Geräter an deenen de Quell-Drain-Stroum mat der Inputspannung ännere kann, sou datt hir Ausgangsimpedanz kleng ass.

Konstante Flux:Wann Dir an der Sättigungsregioun operéiert, ass de Stroum vum MOSFET praktesch net beaflosst vun Ännerungen an der Quell-Drain Spannung, déi exzellente konstante Stroum ubitt.

Gutt Temperaturstabilitéit:D'MOSFETs hunn eng breet Operatiounstemperatur vun -55°C bis ongeféier +150°C.

V. Uwendungen a Klassifikatiounen

MOSFETs gi wäit an digitale Circuiten, analoge Circuiten, Kraaftkreesser an aner Felder benotzt. No der Aart vun Operatioun kënnen MOSFETs an Verbesserungs- an Ausarmungstypen klasséiert ginn; no der Aart vum Leedungskanal kënne se an N-Kanal a P-Kanal klasséiert ginn. Dës verschidden Aarte vu MOSFETs hunn hir eege Virdeeler a verschiddenen Uwendungsszenarien.

Zesummegefaasst ass den Aarbechtsprinzip vum MOSFET d'Bildung an d'Verännerung vum Leedungskanal duerch d'Gatequellespannung ze kontrolléieren, déi am Tour de Flux vum Drainstroum kontrolléiert. Seng héich Input Impedanz, niddereg Ausgangsimpedanz, konstante Stroum an Temperaturstabilitéit maachen MOSFETs e wichtege Bestanddeel an elektronesche Circuiten.