Míniú mionsonraithe ar an léaráid prionsabal oibre MOSFET | Anailís ar struchtúr inmheánach FET

Tá MOSFET ar cheann de na comhpháirteanna is bunúsaí sa tionscal leathsheoltóra. I gciorcaid leictreonacha, úsáidtear MOSFET go ginearálta i gciorcaid aimplitheoirí cumhachta nó ag aistriú ciorcaid soláthair cumhachta agus úsáidtear go forleathan é. Thíos,OLUKEYtabharfaidh sé míniú mionsonraithe duit ar phrionsabal oibre MOSFET agus déanfaidh sé anailís ar struchtúr inmheánach MOSFET.

Cad éMOSFET

MOSFET, Trasraitheoir Éifeacht Comhdaithe Leathsheoltóra Ocsaíd Mhiotail (MOSFET). Is trasraitheoir éifeacht réimse é is féidir a úsáid go forleathan i gciorcaid analógacha agus ciorcaid dhigiteacha. De réir difríocht polaraíocht a "chainéil" (iompróir oibre), is féidir é a roinnt ina dhá chineál: "N-cineál" agus "P-cineál", ar a dtugtar go minic NMOS agus PMOS.

MOSFET prionsabal oibre

Is féidir MOSFET a roinnt ina chineál feabhsaithe agus cineál ídiú de réir an mhodha oibre. Tagraíonn an cineál feabhsaithe don MOSFET nuair nach gcuirtear aon voltas claonta i bhfeidhm agus nach bhfuil aon concainéal duánach. Tagraíonn an cineál ídiú don MOSFET nuair nach gcuirtear aon voltas claonta i bhfeidhm. Beidh cainéal seoltaí le feiceáil.

In iarratais iarbhír, níl ach MOSFETanna cineál feabhsaithe N-chainéil agus cineál feabhsaithe P-chainéil. Ós rud é go bhfuil friotaíocht beag ar an stát ag NMOSFETanna agus go bhfuil siad éasca le monarú, tá NMOS níos coitianta ná PMOS in iarratais iarbhír.

Mód feabhsaithe MOSFET

Tá dhá acomhal PN cúl le cúl idir an draein D agus foinse S den mhodh feabhsaithe MOSFET. Nuair a bhíonn voltas geata-foinse VGS=0, fiú má chuirtear voltas foinse an draein VDS leis, bíonn acomhal PN i riocht droim ar ais i gcónaí, agus níl aon cainéal seoltaí idir an draein agus an fhoinse (gan sreabhadh ar bith ). Mar sin, an taosc reatha ID=0 ag an am seo.

Ag an am seo, má chuirtear voltas chun cinn idir an geata agus an fhoinse. Is é sin, VGS> 0, ansin ginfear réimse leictreach leis an geata ailínithe leis an tsubstráit sileacain P-cineál sa chiseal inslithe SiO2 idir an leictreoid geata agus an tsubstráit sileacain. Toisc go bhfuil an ciseal ocsaíd inslithe, ní féidir leis an voltas VGS a chuirtear i bhfeidhm ar an geata sruth a tháirgeadh. Gintear toilleoir ar an dá thaobh den chiseal ocsaíd, agus gearrann an ciorcad coibhéiseach VGS an toilleoir seo (toilleoir). Agus réimse leictreach a ghiniúint, mar a ardaíonn VGS go mall, arna mhealladh ag voltas dearfach an gheata. Cruinníonn líon mór leictreon ar an taobh eile den toilleoir seo (toilleoir) agus cruthaíonn siad cainéal seoltaí de chineál N ón draein go dtí an fhoinse. Nuair a sháraíonn VGS voltas cas-air VT an fheadáin (thart ar 2V de ghnáth), tosaíonn an feadán N-chainéil ag seoladh, rud a ghineann ID srutha draenála. Glaoimid an voltas geata-foinse nuair a thosaíonn an cainéal den chéad uair an voltas cas ar a ghiniúint. Sloinntear go ginearálta mar VT.

Athraíonn rialú méid an voltas geata VGS neart nó laige an réimse leictrigh, agus is féidir an éifeacht a bhaineann le méid an ID reatha draein a rialú a bhaint amach. Is gné thábhachtach é seo freisin de MOSFETanna a úsáideann réimsí leictreacha chun sruth a rialú, mar sin tugtar trasraitheoirí éifeacht allamuigh orthu freisin.

MOSFET struchtúr inmheánach

Ar fhoshraith sileacain P-cineál le tiúchan íseal eisíontais, déantar dhá réigiún N + le tiúchan ard eisíontais, agus tarraingítear dhá leictreoid as alúmanam miotail chun fónamh mar an draein d agus an fhoinse s faoi seach. Ansin tá an dromchla leathsheoltóra clúdaithe le ciseal inslithe dé-ocsaíd sileacain thar a bheith tanaí (SiO2), agus tá leictreoid alúmanaim suiteáilte ar an gciseal inslithe idir an draein agus an fhoinse chun fónamh mar an geata g. Tarraingítear amach leictreoid B ar an tsubstráit freisin, rud a fhoirmíonn MOSFET mód feabhsaithe N-chainéil. Tá an rud céanna fíor maidir le foirmiú inmheánach MOSFETanna de chineál feabhsaithe P-chainéil.

Siombailí ciorcad MOSFET N-chainéil agus MOSFET P-chainéil

Taispeánann an pictiúr thuas siombail an chiorcaid MOSFET. Sa phictiúr, is é D an draein, is é S an fhoinse, is é G an geata, agus is ionann an saighead sa lár agus an tsubstráit. Má dhíríonn an tsaighead isteach, léiríonn sí MOSFET N-chainéil, agus má dhíríonn an tsaighead amach, léiríonn sí MOSFET P-chainéil.

Siombailí ciorcad MOSFET dé-chainéil, MOSFET dé-chainéil agus MOSFET N+P-chainéil

Go deimhin, le linn phróiseas déantúsaíochta MOSFET, tá an tsubstráit ceangailte leis an bhfoinse sula bhfágann sé an mhonarcha. Dá bhrí sin, i rialacha na siombaile, ní mór an tsiombail saigheada a ionadaíonn an tsubstráit a nascadh leis an bhfoinse freisin chun idirdhealú a dhéanamh idir an draein agus an fhoinse. Tá polaraíocht an voltais a úsáideann MOSFET cosúil leis an trasraitheoir traidisiúnta atá againn. Tá an N-chainéil cosúil le trasraitheoir NPN. Tá an draein D ceangailte leis an leictreoid dhearfach agus tá an fhoinse S ceangailte leis an leictreoid diúltach. Nuair a bhíonn voltas dearfach ag geata G, cruthaítear cainéal seoltaí agus tosaíonn an MOSFET N-chainéil ag obair. Mar an gcéanna, tá an P-chainéil cosúil le trasraitheoir PNP. Tá an draein D ceangailte leis an leictreoid diúltach, tá an fhoinse S ceangailte leis an leictreoid dhearfach, agus nuair a bhíonn voltas diúltach ag geata G, cruthaítear cainéal seoltaí agus tosaíonn an MOSFET cainéal P ag obair.

Prionsabal caillteanais aistrithe MOSFET

Cibé an NMOS nó PMOS é, gintear friotaíocht inmheánach seolta tar éis é a iompú, ionas go n-ídeoidh an sruth fuinneamh ar an bhfriotaíocht inmheánach seo. Tugtar tomhaltas seolta ar an gcuid seo den fhuinneamh a chaitear. Má roghnaítear MOSFET le friotaíocht inmheánach seolta beag, laghdófar an tomhaltas seolta go héifeachtach. Tá friotaíocht inmheánach reatha MOSFETanna ísealchumhachta go ginearálta thart ar na mílte milliohms, agus tá roinnt milliohms ann freisin.

Nuair a chuirtear MOS ar siúl agus nuair a chuirtear deireadh leis, ní féidir é a bhaint amach ar an toirt. Beidh laghdú éifeachtach ar an voltas ar an dá thaobh den MOS, agus beidh méadú ar an sruth a shreabhann tríd. Le linn na tréimhse seo, is é caillteanas an MOSFET ná táirge an voltais agus an tsrutha, arb é an caillteanas aistrithe é. Go ginearálta, tá caillteanais aistrithe i bhfad níos mó ná caillteanais seolta, agus dá luaithe an minicíocht aistrithe, is mó na caillteanais.

Tá an táirge voltas agus reatha i láthair na huaire seolta an-mhór, rud a fhágann caillteanais an-mhór. Is féidir caillteanais aistrithe a laghdú ar dhá bhealach. Is é ceann amháin an t-am lasc a laghdú, rud a d'fhéadfadh an caillteanas a laghdú go héifeachtach le linn gach cas ar aghaidh; is é an ceann eile an minicíocht lasc a laghdú, rud a d'fhéadfadh líon na lasca in aghaidh an aonaid ama a laghdú.

Is é an méid thuas ná míniú mionsonraithe ar léaráid prionsabal oibre MOSFET agus anailís ar struchtúr inmheánach MOSFET. Chun tuilleadh a fhoghlaim faoi MOSFET, fáilte romhat dul i gcomhairle le OLUKEY chun tacaíocht theicniúil MOSFET a sholáthar duit!