Що таке MOSFET: робота та його застосування

МОП-транзистор - це напівпровідник з оксиду металу, який відноситься до категорії польових транзисторів (FET). Ці транзистори широко використовуються в різних сферах застосування, що стосуються підсилення та перемикання пристроїв. Завдяки своїй конструкції МОП -транзистори доступні в менших розмірах. Він складається з джерела, стоку, затвора та підкладки транзистора як його клем. Для аналогової або цифрової схеми цей транзистор є широко поширеним. На основі зміни ширини області виснаження та потоку основної концентрації носіїв, робота MOSFET класифікується як тип виснаження та тип посилення. Підкладка, яка є матеріалом p-типу або n-типу, називається напівпровідниковим польовим транзистором з оксидом металу. Термінал воріт, який є металевою частиною, ізольований таким матеріалом, як діоксид кремнію (Si02). Робота цих MOSFET залежить від проведення зарядів через канали на основі напруги затвор-джерело. Типи МОП-транзисторів Спочатку на основі типів каналу він класифікується як р-канальний або n-канальний МОП-транзистор. Наявність каналу в транзисторі змушує MOSFET працювати в двох різних режимах. Якщо канал існує і після того, як зміщення надано, він починає проводити, тоді він називається режимом виснаження. Через зміщення, якщо канал створюється, а потім почалася провідність, це називається режимом посилення. (1) Режим посиленняЗастосування напруги змушує пристрій перейти в режим УВІМКНЕННЯ, відомий як режим посилення. Як правило, він відомий своїми характеристиками, подібними до характеристик розімкнутого вимикача.(2) Режим виснаження. Отже, ці характеристики режиму еквівалентні замкнутому вимикачу. Символ МОП -транзистора Символ МОП -транзистора складається з клем та зображення каналів на основі стану зміщення та способу реагування каналу на нього, змушує пристрій вести потік носіїв заряду. Напрямок стрілки в символах нижче відображає напрямок потоку носіїв заряду. У N-канальному типі він витікає назовні до затвору, а в P-канальному- всередині від терміналу затвора. Символи для типів виснаження та посилення N-каналів Структура MOSFET Структура MOSFET сильно залежить від впливу більшості носіїв заряду. Отже, це робить проектування цього типу конструкції досить складним у порівнянні зі структурою JFET. Утворення електричного поля в цьому МОП -транзисторі, або посилення, або виснаження, повністю залежить від напруги, прикладеної до затвора терміналу, що, в свою чергу, залежить від каналу. Якщо це p-канал, більшість концентрацій носіїв становлять дірки, а для n-типу більшість концентрацій носіїв становлять електрони. На основі зміщення, застосованого на затискачі затвора, проводить транзистор. Якщо відсутня провідна напруга, то в такому випадку вона залишиться в непровідниковому режимі. Таким чином, вони, як правило, є кращими при перемиканні пристроїв, оскільки вони змушують пристрій вмикати або вимикати на основі зміщення. Порогова напруга Напруга, яка подається між затвором та клемою джерела, на якій пристрій включається або вимикається, називається пороговою напругою та це також називається напругою затвора. Робочий MOSFET Робочий MOSFET сильно залежить від каналу, що знаходиться між клемами. Наявність каналу p-типу робить можливим провідність транзистора завдяки його більшості носіїв заряду, які називаються дірками. У каналі n-типу провідність транзистора базується на їх більшості концентрацій заряду, відомих як електрони. (1) P-канал У цьому типі МОП-транзисторів джерело та сток сильно леговані матеріалом p-типу, і вони мають дуже слабо легована підкладка n-типу. Коли простір між стоком і джерелом легується домішками р-типу, які стають каналом між джерелом та стоком, тоді це режим виснаження Р-типу МОП-транзистора та якщо канал утворюється між стоком та джерелом шляхом застосування напруга затвора, то це режим посилення Р-типу MOSFET.Режим покращення режиму Р-каналу Робочий Тут пристрій починає проводити, коли на клему затвора подається негативна напруга. Коли до всіх отворів, які є носіями меншості в n-типі, подається від’ємна напруга, рухається до терміналу затвора. Але на своєму шляху деякі з них поєднуються з деякими електронами, які є носіями меншості у стоку та джерелі р-типу. Але при певній напрузі, відомої як порогова напруга, отвори зможуть подолати рекомбінацію, що призведе до утворення каналу між стоком і джерелом. За цієї умови, коли на зливну клему подається негативна напруга, пристрій починає проводити. Оскільки канал, утворений тут, має отвори, він називається POS-поліпшенням MOSFET.  P-Channel Enhancement MOSFET Режим виснаження каналів Робота У цьому режимі, коли напруга затвора дорівнює нулю і коли між стоком і джерелом подається негативна напруга, отвори починають рухатися до стоку через негативну напругу і пристрій починає проводити. Коли на клему затвора подається додатна напруга, отвори в p-каналі підштовхуються до підкладки N-типу і починають рекомбінацію з електронами в підкладці N-типу. Зі збільшенням напруги кількість рекомбінацій збільшується, і це призводить до виснаження носіїв заряду (отворів), що призводить до зменшення струму стоку. При певному позитивному напрузі клеми затвора пристрій перестає проводити цю напругу, що називається напругою відключення. Коли негативна напруга прикладається до клеми затвора, то отвори, які є неосновними носіями в підкладці n-типу, рухаються безпосередньо до каналу, в результаті струм стоку починає збільшуватися. Зі збільшенням від’ємної напруги клеми затвора струм зливу також зростає. Ця область називається регіоном посилення. MOSFET з виснаженням P-каналу Зміна ширини областей впливає на провідність транзистора. Це причина того, що він відомий як тип виснаження p-каналу МОП-транзистора. (2) N-канал У МОП-транзисторі N-типу джерело та дренаж мають високолегований матеріал N-типу та слаболеговану підкладку типу P. Виходячи зі способу формування каналу, вони також класифікуються як посилення та тип виснаження МОП-транзисторів. Робота режиму покращення N-каналу Тут розглядається позитивна полярність напруги, оскільки n-канал складається з більшості носіїв у вигляді електронів. Операція аналогічна МОП-транзистору р-типу, за винятком того, що пристрій починає проводити, коли на клему затвора подається додатна напруга. Оскільки позитивна напруга в затворі збільшується при певній пороговій напрузі, і в каналі утворюється сток і джерело. За цієї умови, якщо між стоком і джерелом подається позитивна напруга, пристрій починає проводити струм.Покращення N-каналу MOSFET Режим роботи з виснаженням каналів Цей режим роботи подібний до режиму виснаження P-типу, за винятком того, що сток до терміналу джерела повинен бути зміщений уперед і до клеми затвора потрібно подати позитивну напругу для потоку струму від каналізації до джерела. При подачі негативної напруги основні носії заряду відштовхуються до підкладки і поєднуються з електродами, що призводить до виснаження основних носіїв заряду в каналі, а отже, зменшується струм стоку. При певній від’ємній напрузі струм стоку стає нульовим. Ця напруга називається напругою відключення. Отже, цей тип МОП-транзистора відомий як режим виснаження N-каналу.MOSFET з виснаженням N-каналу Режим посилення відомий своїми характеристиками на основі прикладеної напруги, тоді як виснаження ґрунтується на зміні його ширини області виснаження. Характеристики режиму Найбільш переважним транзистором в МОП -транзисторі є тип посилення. У цьому типі немає провідності, якщо напруга на затворі та на клемах джерела дорівнює нулю. Коли напруга досягає порогового значення, провідність має тенденцію до збільшення. Характеристики режиму виснаження У цьому режимі ширина цієї області виснаження залежить від прикладеної напруги на кінцевому затворі. Якщо його збільшити з огляду на позитивну полярність, то цей приріст можна побачити в ширині області виснаження. Цей режим транзистора дуже рідко віддається перевага при проектуванні електронної схеми.IV Характеристика застосунків МОП-транзисторів з N-каналамиЗастосування МОП-транзистора велике з точки зору електроніки (1) Наслідки перемикання пристроїв на основі порогового значення змушують МОП-транзистор працювати як перемикач. Залежно від каналів полярність напруги зміщення може змінюватися. (2) Застосовуючи техніку широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), можна керувати рухом таких двигунів, як постійний, кроковий тощо. (3) Підсилювачі, розроблені з цих пристроїв, використовуються в системах звуків, а також у системах радіочастот. (4) Робота перемикання призводить до експлуатації схем вертольота. При цьому значення постійної напруги перетворюється в напругу змінного струму шляхом збереження тих самих рівнів для амплітуд. (5) Якщо область виснаження MOSFET виконана в конфігурації послідовника джерела, то ці схеми використовуються як регулятори напруги в лінійному режимі. (6) Як джерела, що забезпечують постійне значення струму, використовуються ці транзистори. (7) Для того, щоб подавати струм або значення напруги на високий рівень, вони є кращими в ланцюгах генераторів або змішувачів. (8) Це транзистори з імпедансом на високому рівні і мають швидкість перемикання на високому рівні. Через ці характеристики вони є кращими для цифрової електроніки. (9) Він є кращим у різних типах систем звуку в автомобілях та посилених системах звуку. (10) Вони є кращими при розробці калькуляторів. Отже, вище наведено деякі з різних застосувань МОП -транзистора. Будь ласка, перегляньте це посилання, щоб дізнатися більше про МОП -транзистори MCQ. Таким чином, обговорюються типи МОП -транзисторів. Хоча він має складну конструкцію, ніж JFET, він більш переважний в аналоговій та цифровій електроніці. Це має ті особливості, які відповідають за його колосальний розвиток у галузі технологій. Тепер, виходячи з опису, ви можете навести приклад програми, яка використовувала JFET, але пізніше замінена на MOSFET?

Залишити повідомлення 

список повідомлень