Hoe MOSFETs wurkje

It wurkprinsipe fan MOSFET is benammen basearre op syn unike strukturele eigenskippen en elektryske fjildeffekten. It folgjende is in detaillearre útlis fan hoe't MOSFET's wurkje:

I. Basisstruktuer fan MOSFET

In MOSFET bestiet benammen út in poarte (G), in boarne (S), in drain (D) en in substraat (B, soms ferbûn mei de boarne om in trije-terminal apparaat te foarmjen). Yn N-kanaal ferbettering MOSFETs, it substraat is meastal in leech-doped P-type silisium materiaal dêr't twa tige doped N-type regio wurde fabrisearre om te tsjinjen as de boarne en drain, respektivelik. It oerflak fan it P-type substraat wurdt bedekt mei in tige tinne okside film (silicium dioxide) as in isolearjende laach, en in elektrodes wurdt tekene as de poarte. Dizze struktuer makket de poarte isolearre út de P-type semiconductor substraat, de drain en de boarne, en wurdt dêrom ek neamd in isolearre-poarte fjild effekt tube.

II. Prinsipe fan operaasje

MOSFET's wurkje troch de poarteboarnespanning (VGS) te brûken om de drainstream (ID) te kontrolearjen. Spesifyk, as de tapaste positive poarteboarnespanning, VGS, grutter is as nul, sil in boppeste positive en legere negative elektryske fjild ferskine op 'e oksidelaach ûnder de poarte. Dit elektryske fjild lûkt frije elektroanen yn 'e P-regio, wêrtroch't se opkomme ûnder de oksidelaach, wylst se gatten yn' e P-regio ôfstjitte. As VGS ferheget, nimt de sterkte fan it elektryske fjild ta en nimt de konsintraasje fan oanlutsen frije elektroanen ta. Wannear't VGS in bepaalde drompelspanning (VT) berikt, is de konsintraasje fan frije elektroanen sammele yn 'e regio grut genôch om in nij N-type regio (N-kanaal) te foarmjen, dy't fungearret as in brêge dy't de drain en boarne ferbynt. Op dit punt, as der in bepaalde driuwende spanning (VDS) bestiet tusken de drain en de boarne, begjint de drainstroom-ID te streamen.

III. Formaasje en feroaring fan conduction kanaal

De foarming fan it liedende kanaal is de kaai foar de wurking fan 'e MOSFET. Wannear't VGS grutter is as VT, wurdt it liedende kanaal fêststeld en de drainstroom-ID wurdt beynfloede troch sawol VGS as VDS.VGS beynfloedet ID troch de breedte en foarm fan 'e liedende kanaal te kontrolearjen, wylst VDS ID direkt beynfloedet as de driuwende spanning. is wichtich om te merken dat as de conductive kanaal is net fêstlein (ie, VGS is minder as VT), dan sels as VDS is oanwêzich, de drain hjoeddeistige ID net ferskine.

IV. Skaaimerken fan MOSFETs

Hege ynfierimpedânsje:De ynfierimpedânsje fan 'e MOSFET is heul heech, tichtby ûneinich, om't d'r in isolearjende laach is tusken de poarte en de boarne-drain-regio en allinich in swakke poartestrom.

Lege útfierimpedânsje:MOSFET's binne spanning-kontroleare apparaten wêryn de boarne-drain-stream kin feroarje mei de ynfierspanning, sadat har útfierimpedânsje lyts is.

Konstante stream:By it operearjen yn 'e sêdingsregio wurdt de stroom fan' e MOSFET praktysk net beynfloede troch feroaringen yn 'e boarne-drain-spanning, wat in poerbêste konstante stroom leveret.

Goede temperatuerstabiliteit:De MOSFET's hawwe in breed wurktemperatuerberik fan -55 °C oant sawat +150 °C.

V. Applikaasjes en klassifikaasjes

MOSFET's wurde in soad brûkt yn digitale sirkwy, analoge sirkwy, macht circuits en oare fjilden. Neffens it type operaasje kinne MOSFET's wurde yndield yn ferbettering- en útputtingstypen; neffens it type conduction kanaal, se kinne wurde yndield yn N-kanaal en P-kanaal. Dizze ferskillende soarten MOSFET's hawwe har eigen foardielen yn ferskate applikaasjescenario's.

Gearfetsjend is it wurkprinsipe fan MOSFET om de formaasje en feroaring fan it liedende kanaal te kontrolearjen troch de poarteboarnespanning, dy't op syn beurt de stream fan drainstream kontrolearret. De hege ynfierimpedânsje, lege útfierimpedânsje, konstante stroom en temperatuerstabiliteit meitsje MOSFET's in wichtige komponint yn elektroanyske circuits.