MOSFET איז איינער פון די מערסט יקערדיק קאַמפּאָונאַנץ אין די סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע. אין עלעקטראָניש סערקאַץ, MOSFET איז בכלל געניצט אין מאַכט אַמפּלאַפייער סערקאַץ אָדער סוויטשינג מאַכט צושטעלן סערקאַץ און איז וויידלי געניצט. אונטן,OLUKEYוועט געבן איר אַ דיטיילד דערקלערונג פון די אַרבעט פּרינציפּ פון MOSFET און אַנאַלייז די ינערלעך סטרוקטור פון MOSFET.
וואָס איזMOSFET
מאָספעט, מעטאַל אַקסייד סעמיקאַנדאַקטער פיילד ווירקונג טראַנסיסטאָר (מאָספעט). עס איז אַ פעלד ווירקונג טראַנזיסטאָר וואָס קענען זיין וויידלי געניצט אין אַנאַלאָג סערקאַץ און דיגיטאַל סערקאַץ. לויט די פּאָולעראַטי חילוק פון זייַן "קאַנאַל" (ארבעטן טרעגער), עס קענען זיין צעטיילט אין צוויי טייפּס: "N-טיפּ" און "פּ-טיפּ", וואָס זענען אָפט גערופן NMOS און PMOS.
MOSFET אַרבעט פּרינציפּ
MOSFET קענען זיין צעטיילט אין ענכאַנסמאַנט טיפּ און דיפּלישאַן טיפּ לויט די אַרבעט מאָדע. די ענכאַנסמאַנט טיפּ רעפערס צו די MOSFET ווען קיין פאָרורטייל וואָולטידזש איז געווענדט און עס איז קיין קאָנדוקטיווע קאַנאַל. די דיפּלישאַן טיפּ רעפערס צו די MOSFET ווען קיין פאָרורטייל וואָולטידזש איז געווענדט. א קאַנדאַקטיוו קאַנאַל וועט דערשייַנען.
אין פאַקטיש אַפּלאַקיישאַנז, עס זענען בלויז N-קאַנאַל ענכאַנסמאַנט טיפּ און פּ-קאַנאַל ענכאַנסמאַנט טיפּ MOSFETs. זינט NMOSFETs האָבן קליין אויף-שטאַט קעגנשטעל און זענען גרינג צו פּראָדוצירן, NMOS איז מער געוויינטלעך ווי PMOS אין פאַקטיש אַפּלאַקיישאַנז.
ענכאַנסמאַנט מאָדע MOSFET
עס זענען צוויי צוריק-צו-צוריק פּן דזשונקטיאָנס צווישן די פליסן D און מקור S פון די ענכאַנסמאַנט מאָדע MOSFET. ווען די טויער-מקור וואָולטידזש VGS = 0, אפילו אויב די פליסן-מקור וואָולטידזש VDS איז צוגעגעבן, עס איז שטענדיק אַ פּן קנופּ אין אַ פאַרקערט-בייאַסט שטאַט, און עס איז קיין קאַנדאַקטיוו קאַנאַל צווישן די פליסן און די מקור (קיין קראַנט פלאָוז ). דעריבער, די פליסן קראַנט ID = 0 אין דעם צייַט.
אין דעם צייַט, אויב אַ פאָרויס וואָולטידזש איז צוגעגעבן צווישן די טויער און די מקור. אַז איז, VGS> 0, דעמאָלט אַן עלעקטריש פעלד מיט די טויער אַליינד מיט די פּ-טיפּ סיליציום סאַבסטרייט וועט זיין דזשענערייטאַד אין די SiO2 ינסאַלייטינג שיכטע צווישן די טויער ילעקטראָוד און די סיליציום סאַבסטרייט. ווייַל די אַקסייד שיכטע איז ינסאַלייטינג, די וואָולטידזש VGS געווענדט צו די טויער קענען נישט פּראָדוצירן קראַנט. א קאַפּאַסאַטער איז דזשענערייטאַד אויף ביידע זייטן פון די אַקסייד שיכטע, און די VGS עקוויוואַלענט קרייַז טשאַרדזשיז דעם קאַפּאַסאַטער (קאַפּאַסיטאָר). און דזשענערייט אַן עלעקטריש פעלד, ווי וגס סלאָולי ריסעס, געצויגן דורך די positive וואָולטידזש פון די טויער. א גרויס נומער פון עלעקטראָנס אַקיומיאַלייץ אויף די אנדערע זייַט פון דעם קאַפּאַסאַטער (קאַפּאַסיטאָר) און שאַפֿן אַ N-טיפּ קאַנדאַקטיוו קאַנאַל פון פליסן צו מקור. ווען VGS יקסידז די קער-אויף וואָולטידזש VT פון די רער (בכלל וועגן 2V), די N-קאַנאַל רער נאָר הייבט צו פירן, דזשענערייטינג אַ פליסן קראַנט שייַן. מיר רופן די טויער-מקור וואָולטידזש ווען דער קאַנאַל ערשטער הייבט צו דזשענערייט די קער-אויף וואָולטידזש. בכלל אויסגעדריקט ווי VT.
קאַנטראָולינג די גרייס פון דעם טויער וואָולטידזש VGS ענדערונגען די שטאַרקייַט אָדער שוואַכקייַט פון די עלעקטריק פעלד, און די ווירקונג פון קאַנטראָולינג די גרייס פון די פליסן קראַנט שייַן קענען זיין אַטשיווד. דאָס איז אויך אַ וויכטיק שטריך פון MOSFETs וואָס נוצן עלעקטריק פעלדער צו קאָנטראָלירן קראַנט, אַזוי זיי זענען אויך גערופן פעלד ווירקונג טראַנזיסטערז.
MOSFET ינערלעך סטרוקטור
אויף אַ פּ-טיפּ סיליציום סאַבסטרייט מיט אַ נידעריק טומע קאַנסאַנטריישאַן, צוויי N + מקומות מיט אַ הויך טומע קאַנסאַנטריישאַן זענען געמאכט, און צוויי ילעקטראָודז זענען ציען אויס פון מעטאַל אַלומינום צו דינען ווי די פליסן ד און די מקור s ריספּעקטיוולי. דערנאָך די סעמיקאַנדאַקטער ייבערפלאַך איז באדעקט מיט אַ גאָר דין סיליציום דייאַקסייד (SiO2) ינסאַלייטינג שיכטע, און אַן אַלומינום ילעקטראָוד איז אינסטאַלירן אויף די ינסאַלייטינג שיכטע צווישן די פליסן און די מקור צו דינען ווי די טויער ג. אַן ילעקטראָוד ב איז אויך ציען אויס אויף די סאַבסטרייט, פאָרמינג אַ N-קאַנאַל ענכאַנסמאַנט מאָדע MOSFET. דער זעלביקער איז אמת פֿאַר די ינערלעך פאָרמירונג פון MOSFETs פון פּ-קאַנאַל ענכאַנסמאַנט.
N-קאַנאַל MOSFET און פּ-קאַנאַל MOSFET קרייַז סימבאָלס
די בילד אויבן ווייזט די קרייַז סימבאָל פון MOSFET. אין די בילד, D איז די פליסן, S איז דער מקור, G איז די טויער, און די פייַל אין די מיטל רעפּראַזענץ די סאַבסטרייט. אויב דער פייַל ווייזט אינעווייניק, עס ינדיקייץ אַ N-קאַנאַל MOSFET, און אויב די פייַל ווייזט אַרויס, עס ינדיקייץ אַ P-קאַנאַל MOSFET.
צווייענדיק N-קאַנאַל MOSFET, צווייענדיק פּ-קאַנאַל MOSFET און N+P-קאַנאַל MOSFET קרייַז סימבאָלס
אין פאַקט, בעשאַס די MOSFET מאַנופאַקטורינג פּראָצעס, די סאַבסטרייט איז פארבונדן צו די מקור איידער איר פאַרלאָזן די פאַבריק. דעריבער, אין די סימבאָלאָגי כּללים, די פייַל סימבאָל רעפּריזענטינג די סאַבסטרייט מוזן אויך זיין פארבונדן צו די מקור צו ויסטיילן די פליסן און די מקור. די פּאָולעראַטי פון די וואָולטידזש געניצט דורך MOSFET איז ענלעך צו אונדזער טראדיציאנעלן טראַנזיסטאָר. דער N-קאַנאַל איז ענלעך צו אַ NPN טראַנזיסטאָר. די פליסן ד איז פארבונדן צו די positive ילעקטראָוד און די מקור S איז פארבונדן צו די נעגאַטיוו ילעקטראָוד. ווען דער טויער G האט אַ positive וואָולטידזש, אַ קאַנדאַקטיוו קאַנאַל איז געשאפן און די N-קאַנאַל MOSFET סטאַרץ צו אַרבעטן. דער פּ-קאַנאַל איז ענלעך צו אַ PNP טראַנזיסטאָר. די פליסן D איז פארבונדן צו די נעגאַטיוו ילעקטראָוד, די מקור S איז פארבונדן צו די positive ילעקטראָוד, און ווען די טויער G האט אַ נעגאַטיוו וואָולטידזש, אַ קאַנדאַקטיוו קאַנאַל איז געשאפן און די P-קאַנאַל MOSFET הייבט צו אַרבעטן.
MOSFET סוויטשינג אָנווער פּרינציפּ
צי עס איז NMOS אָדער PMOS, עס איז אַ קאַנדאַקשאַן ינערלעך קעגנשטעל דזשענערייטאַד נאָך עס איז פארקערט אויף, אַזוי אַז די קראַנט וועט פאַרנוצן ענערגיע אויף דעם ינערלעך קעגנשטעל. דעם טייל פון די ענערגיע קאַנסומד איז גערופן קאַנדאַקשאַן קאַנסאַמשאַן. סעלעקטינג אַ MOSFET מיט אַ קליין קאַנדאַקשאַן ינערלעך קעגנשטעל וועט יפעקטיוולי רעדוצירן קאַנדאַקשאַן קאַנסאַמשאַן. די קראַנט ינערלעך קעגנשטעל פון נידעריק-מאַכט MOSFETs איז בכלל אַרום טענס פון מיליאָומז, און עס זענען אויך עטלעכע מיליאָומז.
ווען מאָס איז אויסגעדרייט אויף און טערמאַנייטיד, עס מוזן נישט זיין איינגעזען אין אַ רעגע. די וואָולטידזש אויף ביידע זייטן פון די מאָס וועט האָבן אַ עפעקטיוו פאַרקלענערן, און די קראַנט פלאָוינג דורך עס וועט האָבן אַ פאַרגרעסערן. בעשאַס דעם פּעריאָד, די אָנווער פון די MOSFET איז דער פּראָדוקט פון די וואָולטידזש און די קראַנט, וואָס איז די סוויטשינג אָנווער. אין אַלגעמיין, סוויטשינג לאָססעס זענען פיל גרעסערע ווי קאַנדאַקשאַן לאָססעס, און די פאַסטער די סוויטשינג אָפטקייַט, די גרעסער די לאָססעס.
דער פּראָדוקט פון וואָולטידזש און קראַנט אין דעם מאָמענט פון קאַנדאַקשאַן איז זייער גרויס, ריזאַלטינג אין זייער גרויס לאָססעס. באַשטימען לאָססעס קענען זיין רידוסט אין צוויי וועגן. איינער איז צו רעדוצירן די סוויטשינג צייט, וואָס קענען יפעקטיוולי רעדוצירן די אָנווער בעשאַס יעדער קער-אויף; די אנדערע איז צו רעדוצירן די סוויטשינג אָפטקייַט, וואָס קענען רעדוצירן די נומער פון סוויטשיז פּער אַפּאַראַט צייַט.
די אויבן איז אַ דיטיילד דערקלערונג פון די אַרבעט פּרינציפּ דיאַגראַמע פון MOSFET און אַנאַליסיס פון די ינערלעך סטרוקטור פון MOSFET. צו לערנען מער וועגן MOSFET, ברוכים הבאים צו באַראַטנ OLUKEY צו צושטעלן MOSFET טעכניש שטיצן!
פּאָסטן צייט: דעצעמבער 16-2023
