Rialú voltais agus sreabhadh reatha i trasraitheoirí MOSFET

Is croí-chomhpháirt i gcórais leictreonacha nua-aimseartha é MOSFET (trasraitheoir éifeacht allamuigh miotail-ocsaídí-ocsaídeora), ar a dtugtar a chumais éifeachtúla lasctha agus aimplithe.Tógtha ar fhoshraith sileacain, tá trí chríochfort ann - foinsí, draein, agus geata - a thugann faoi rialú beacht na srutha trí rialachán voltais.Scrúdaíonn an t-alt seo an struchtúr inmheánach, na modhanna oibriúcháin, na tréithe leictreacha, agus na réigiúin fheidhmiúla de MOSFETanna, in éineacht lena róil i gciorcaid aschur, ag tairiscint léargas mionsonraithe ar dhearadh, ar rialú agus ar chur i bhfeidhm teicneolaíochtaí bunaithe ar MOSFET.

Catalóg

Struchtúr na bhfeistí MOSFET

Is iondúil go dtaispeánann MOSFET, a aithnítear mar mhalairt den trasraitheoir éifeacht allamuigh (FET), foirm dhronuilleogach agus go ndéantar é a innealtóireacht ar bhonn leathsheoltóra, a tógadh go príomha as sileacain.

Anatamaíocht Mosfet le ciseal ocsaíd sileacain

Déan iniúchadh ar an scéimreach thuas.Tabharfaidh tú faoi deara go bhfuil trí fheiste teirminéil ríthábhachtacha i MOSFET: an fhoinse / na foinse, an draein (d), agus an geata (g).

Ról na gcríochfort i Mosfet

Tá na críochfoirt seo lárnach do fhoshraith MOSFET.Ag gníomhú mar an bonn, éascaíonn an tsubstráit an cainéal a chumasaíonn sreabhadh reatha isteach sa trasraitheoir.Tá an dinimic seo mar bhunús leis na críochfoirt foinse agus draein, Pivotal i stiúradh iompróirí muirir, ag ionchorprú sreabhadh reatha.

Dlí Ohm i ngníomh

Tá an oibríocht seo treoraithe ag dlí Ohm, a chuireann an comhghaol idir an reatha a thrasnú agus an difríocht fhéideartha thar a chríochfoirt, faoi theocht chobhsaí agus faoi choinníollacha fisiciúla.

Gluaiseacht leictreoin agus reatha

Nuair a thugtar an voltas isteach, leictreoin agus dul chun cinn reatha ón bhfoinse go dtí an draein laistigh den MOSFET.De réir dhlí Ohm: v = IR - áit a seasann V don voltas feidhmithe agus is ionann mé agus an reatha ag taisteal tríd an MOSFET.Dá bhrí sin, bíonn sruth méadaithe mar thoradh ar voltas ardaithe.

Meicníocht rialaithe an gheata

Cuireann an chomhpháirt geata den MOSFET rialú ar an sreabhadh reatha a shíneann ón bhfoinse go dtí an draein.

Athruithe ar MOSFETS

Faigheann an MOSFET go bhfuil sé ann i dhá fhoirm ar leith:

- MOSFET Mód ídithe

- Mosfet mód feabhsúcháin

Mosfet modh ídithe

Is féidir MOSFETs Mód Ídithe a chatagóiriú tuilleadh isteach:

- Mosfet ídithe N-chainéil

- Mosfet ídithe p-chainéil

Ag fiosrú an tsamhail N-chainéil, nochtann muid cainéal ábhair N-de chineál atá clúdaithe laistigh de fhoshraith P-Type.Tá an N-Channel ina hóstach ar naisc leis an draein agus leis an bhfoinse, agus tá an geata fós scoite amach mar gheall ar bhac SiO2.

Nuair a chuirtear voltas dearfach (VGS) i bhfeidhm, dúisigh an voltas tairsí (VT), rud a ligeann do shruth trasnú ó fhoinse go draein.Leanann an sreabhadh fuinniúil seo go dtí go nglacann gach iompróir saor in aisce sa fhoinse sa damhsa leictreon, agus mar thoradh air sin tá sruth cobhsaithe ann.Cuireann nádúr aisteach an ghnáthshrutha i gcoinne an damhsa seo.

Os a choinne sin, ag tabhairt isteach leictreoin voltais diúltacha ó fhoshraith an gheata, ag mealladh poill fhoshraith ina dtreo.Ídíonn voltas diúltach diúltach an N-chainéil de leictreoin saor in aisce, rud a laghdaíonn an sreabhadh reatha tríd.

Is é an t-ídiú p-chainéil MOSFET os coinne an N-chainéil.Sa chás seo, tá an MOSFET comhdhéanta d'ábhar leathsheoltóra P-chainéil agus is cineál N-cineál é an tsubstráit.

Os comhair na cumraíochta, cuimsíonn an ídiú p-chainéil MOSFET cainéal P-chineál le foshraith de chineál N.Le voltas dearfach (VGS), téann poill ar imirce i dtreo an tsubstráit N-Type de réir mar a thagann leictreoin le chéile ar an tsraith P, ag laghdú reatha.Os a choinne sin, tarraingíonn voltas diúltach poill agus reatha go díograiseach i dtreo teirminéal diúltach an Mosfet.

Mosfet mód feabhsúcháin

Is ionann an tsamhail seo agus déchatagóiriú an mhodha ídithe:

- Mosfet feabhsú N-chainéil

- Feabhsú P-chainéil MOSFET

Is é atá i ndearadh N-chainéil ná foshraith P-Type atá taobh leis an N-chainéil ag an draein agus an fhoinse.Tá an sruth díomhaoin ag VGS = 0;Mar sin féin, cuireann an voltas dearfach i bhfeidhm é a chur i bhfeidhm.Téann leictreoin ar an gcríochfort geata, ag brú poill isteach sa tsubstráit.Spreagann VGS atá ag dul i méid na coinníollacha bioráin a thosú, arb é is sainairíonna ann ná sruth draein sáithithe agus teacht chun cinn voltais sáithiúcháin (VDS).

Murab ionann agus a mhacasamhail N-chainéil, éilíonn an feabhsú P-chainéil MOSFET VGanna diúltacha le haghaidh foirmiú cainéal.Anseo, téann pinch as nuair a bhíonn an gaol méid | VDS |= | VGS |-| VT |comhlíontar é.

Tá an t -idirdhealú idir ídiú agus feabhsú MOSFETanna ar an bhfíric, ag VGS = 0, nach ndéanann MOSFETanna ídithe ach reatha.

Tréithe suimiúla de MOSFETS

Tá roinnt tréithe suimiúla ag MOSFETS:

- Is iad na gléasanna seo atá faoi thionchar an voltais, ag athrú comharthaí leictreacha caolchúiseacha le cruinneas.

- Taispeánann siad bacainní ionchuir ard, rud a chumasaíonn braite íogair na n -athruithe ionchuir.

- Tá a n -unipolarity tréithrithe ag MOSFETanna, ag ionramháil iompróirí muirir de chineál amháin.

- Le trí chríochfort, cuireann siad roghanna nascachta ildánacha ar fáil do dhearaí ciorcaid éagsúla.

Dinimic aistrithe MOSFETS

Taispeánann an graf dinimiciúil seo an chaoi a n-athraíonn VDS mar fhreagra ar athruithe i sruth draein (ID) agus voltas foinse na ngeata (VGS).

Léiríonn an graf thíos an dinimic aistrithe le haghaidh modhanna ídithe agus feabhsúcháin araon:

Téann an cuar suas, ag nochtadh réigiúin a bhfuil tionchar ag VGanna orthu.Tá VGS dearfach suite agat i réimse an fheabhsúcháin, agus tógann VGS diúltach tú i ídiú.

Seo a leanas an t -idirghníomhaíocht idir sruth draein agus VGS mar seo a leanas:

- , áit a léiríonn VP an voltas pinch as.

- Nó, , áit a seasann "K" don fheiste tairiseach.

Prionsabail Oibriúcháin Mosfet

Feidhmíonn an MOSFET laistigh de thrí réigiún ar leith, gach ceann acu ag freastal ar fheidhm uathúil ina iompar:

- Réigiún Ohmic

- réigiún sáithiúcháin

- Réigiún gearrtha

Réigiún ohmic

Ar a dtugtar an réigiún líneach go coitianta, is é an tréith atá ag an gcéim seo ná an gaol pearsanta idir voltas foinse draein agus sruth draein, ag tabhairt le tuiscint go bhfuil sineirgíocht uathúil ann.De réir mar a athraíonn an voltas foinse-fhoinse (VGS), spreagann sé go hindíreach athruithe i sruth draein (ID), ag macasamhlú iompraíocht cosúil le friotaíocht MOSFET.

Go matamaiticiúil, gabhadh an damhsa casta seo mar:

Réigiún sáithithe

Ar a dtugtar i gciorcail áirithe mar an réigiún gníomhach, anseo, is é an charm de MOSFET a chumas chun an sruth a chobhsú.Chomh luath agus a sháraíonn an voltas foinse draein (VDS) an tairseach pinch-off (VP), taispeánann an sruth seasta calma.

Is féidir iompar an réigiúin seo a chur in iúl go galánta mar:

Réigiún gearrtha

Sa chrios gearrtha, glacann an MOSFET le solitude, ag gníomhú mar chiorcad oscailte nach bhfuil sreabhadh reatha ann.Anseo, is lucht féachana é, a bhfuil cónaí air sa riocht pinch as agus a ligeann do shuaimhneas a bheith i réim thar a chainéal.

Foinse Íomhá: Buddy Praiticiúil

Ról MOSFET i gciorcaid chomhtháite aschuir

Feidhmíonn MOSFET mar chomhpháirt riachtanach laistigh de chiorcaid chomhtháite aschuir, ag cur le feidhmiúlachtaí éagsúla a fhreastalaíonn ar riachtanais agus ar mhianta daonna amhail cobhsaíocht, éifeachtúlacht, agus cruthaitheacht.Cuimsíonn sé na hiarratais seo a leanas:

- Dearadh aimplitheoirí aschuir a éascú

- Ag cur ar a gcumas an voltas aschuir a athrú

- Aimplitheoirí oibríochtúla a fhoirmiú

- Feidhmíocht mótair DC a mhodhnú

- comharthaí aschur a léirmhíniú agus a phróiseáil

- Oscillators a fhorbairt laistigh de chreataí aschur

- Maoirseacht a dhéanamh ar phróisis muirir agus scaoilte toilleoirí