Fanazavana amin'ny antsipiriany momba ny kisary fitsipiky ny fiasan'ny MOSFET | Famakafakana ny rafitra anatiny FET

MOSFET dia iray amin'ireo singa fototra indrindra amin'ny indostrian'ny semiconductor. Amin'ny faritra elektronika, ny MOSFET dia matetika ampiasaina amin'ny faritra fanamafisam-pahefana na fampandehanana famatsiana herinaratra ary ampiasaina betsaka. ambany,OLUKEYdia hanome anao fanazavana amin'ny antsipiriany momba ny fitsipiky ny fiasan'ny MOSFET ary hamakafaka ny rafitra anatiny ao amin'ny MOSFET.

Inona nyMOSFET

MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor (MOSFET). Izy io dia transistor vokatry ny saha izay azo ampiasaina betsaka amin'ny circuit analog sy circuits nomerika. Araka ny fahasamihafan'ny polarity ny "channel" (mitondra miasa), dia azo zaraina ho karazany roa: "N-karazana" sy "P-karazana", izay matetika antsoina hoe NMOS sy PMOS.

MOSFET fitsipika miasa

MOSFET dia azo zaraina ho karazana fanatsarana sy karazana depletion araka ny fomba fiasa. Ny karazana fampivoarana dia manondro ny MOSFET rehefa tsy misy voltase mitongilana ampiharina ary tsy misy confantsona ductive. Ny karazana depletion dia manondro ny MOSFET rehefa tsy misy voltase mitongilana ampiharina. Hisy fantsona conductive hiseho.

Amin'ny fampiharana tena izy dia tsy misy afa-tsy karazana fanatsarana N-channel sy MOSFET karazana fanatsarana P-channel. Satria ny NMOSFET dia manana fanoherana kely eo amin'ny fanjakana ary mora amboarina, ny NMOS dia mahazatra kokoa noho ny PMOS amin'ny fampiharana tena izy.

Fomba fanatsarana MOSFET

Misy fifamatorana PN roa mihemotra eo anelanelan'ny tatatra D sy loharano S amin'ny MOSFET amin'ny fomba fanatsarana. Rehefa ny vavahady-loharano malefaka VGS = 0, na dia ny tatatra-loharano malefaka VDS aza ampiana, dia misy foana ny PN junction ao amin'ny mivadika fanjakana, ary tsy misy conductive fantsona eo amin'ny tatatra sy ny loharano (tsy misy ankehitriny mikoriana). ). Noho izany, ny draina ankehitriny ID = 0 amin'izao fotoana izao.

Amin'izao fotoana izao, raha ampiana malefaka eo anelanelan'ny vavahady sy ny loharano. Izany hoe, VGS> 0, avy eo dia hisy saha elektrika miaraka amin'ny vavahady mifanaraka amin'ny substrate silisiôma P-karazana dia hipoitra ao amin'ny sosona insulating SiO2 eo anelanelan'ny elektrôda vavahady sy ny substrate silisiôma. Satria ny sosona oxide dia insulation, ny VGS malefaka ampiharina amin'ny vavahady dia tsy afaka mamokatra ankehitriny. Misy capacitor novokarina teo amin'ny andaniny roa amin'ny sosona oxide, ary ny circuit equivalent VGS dia miampanga an'io capacitor io (capacitor). Ary miteraka saha elektrika, rehefa miakatra tsikelikely ny VGS, voasinton'ny voltase tsara amin'ny vavahady. Betsaka ny elektrôna miangona eo amin'ny ilany iray amin'io capacitor io (capacitor) ary mamorona fantsona conductive N-karazana avy amin'ny tatatra mankany amin'ny loharano. Rehefa mihoatra ny VT ny VT amin'ny fantsona (amin'ny ankapobeny dia eo amin'ny 2V) ny VGS, dia manomboka mandeha ny fantsona N-channel, ka miteraka ID ankehitriny. Antsoinay ny voltora loharano vavahady rehefa manomboka mamoaka ny voltase mihodina ny fantsona. Amin'ny ankapobeny dia aseho amin'ny hoe VT.

Ny fanaraha-maso ny haben'ny vavahady VGS dia manova ny tanjaka na ny fahalemen'ny sehatry ny herinaratra, ary ny fiantraikan'ny fifehezana ny haben'ny ID amin'izao fotoana izao dia azo tratrarina. Izy io koa dia singa manan-danja amin'ny MOSFET izay mampiasa saha elektrika hifehezana ny zotra, ka antsoina koa hoe transistors effet field.

MOSFET rafitra anatiny

Ao amin'ny substrate silisiôma P-karazana miaraka amin'ny fifantohan'ny loto ambany, dia natao ny faritra N + roa misy fifantohana avo lenta, ary ny electrodes roa dia alaina avy amin'ny aluminium metaly ho toy ny tatatra d sy ny loharano s tsirairay avy. Avy eo ny ambonin'ny semiconductor rakotry ny tena manify silisiôma dioxide (SiO2) insulating sosona, ary aluminium electrode napetraka eo amin'ny insulating sosona eo anelanelan'ny tatatra sy ny loharano ho toy ny vavahady g. Misy electrode B koa voasintona eo amin'ny substrate, mamorona MOSFET-mode-n-fantsona-n. Toy izany koa ny fananganana anatiny amin'ny MOSFET karazana P-channel.

Sarin'ny MOSFET N-channel sy P-channel MOSFET

Ny sary etsy ambony dia mampiseho ny mariky ny fizaran'ny MOSFET. Eo amin'ny sary, D ny tatatra, S no loharano, G no vavahady, ary ny zana-tsipìka eo afovoany dia maneho ny substrate. Raha manondro anatiny ny zana-tsipìka, dia manondro MOSFET fantsona-n izany, ary raha manondro ivelany ny zana-tsipìka, dia manondro MOSFET fantsona-P izany.

MOSFET roa tonta N-fantsona, MOSFET roa tonta P-fantsona ary marika fizaran-tany MOSFET N+P-channel

Raha ny marina, mandritra ny fizotran'ny famokarana MOSFET, ny substrate dia mifandray amin'ny loharano alohan'ny handaozany ny orinasa. Noho izany, ao amin'ny fitsipika symbology, ny mariky ny zana-tsipìka maneho ny substrate dia tsy maintsy mifandray amin'ny loharano ihany koa mba hanavahana ny tatatra sy ny loharano. Ny polarity ny voltase ampiasain'ny MOSFET dia mitovy amin'ny transistor nentim-paharazana. Ny N-channel dia mitovy amin'ny transistor NPN. Ny tatatra D dia mifandray amin'ny electrode tsara ary ny loharano S dia mifandray amin'ny electrode ratsy. Rehefa manana voltase tsara ny vavahady G dia misy fantsona conductive ary manomboka miasa ny N-channel MOSFET. Toy izany koa, ny P-channel dia mitovy amin'ny transistor PNP. Ny tatatra D dia mifandray amin'ny electrode ratsy, ny loharano S dia mifandray amin'ny electrode tsara, ary rehefa ny vavahady G manana malefaka malefaka, dia miforona fantsona conductive ary manomboka miasa ny P-channel MOSFET.

MOSFET switching loss principle

Na NMOS io na PMOS, dia misy ny conduction internal resistance ateraka aorian'ny famelomana azy, ka ny cour dia mandany angovo amin'io fanoherana anatiny io. Ity ampahany amin'ny angovo ampiasaina ity dia antsoina hoe conduction conduction. Ny fisafidianana MOSFET miaraka amin'ny fanoherana kely ao anatiny dia hampihena ny fanjifana conduction. Ny fanoherana anatiny amin'izao fotoana izao amin'ny MOSFET mahery vaika dia amin'ny ankapobeny dia manodidina ny am-polony milliohms, ary misy koa ny miliohm maromaro.

Rehefa velomina sy tapaka ny MOS dia tsy tokony ho tanteraka ao anatin'ny indray mipi-maso izany. Ny voltase amin'ny lafiny roa amin'ny MOS dia hanana fihenam-bidy mahomby, ary ny zotra mikoriana ao dia hitombo. Nandritra io vanim-potoana io, ny fahaverezan'ny MOSFET dia ny vokatry ny voltora sy ny ankehitriny, izay ny fatiantoka switching. Amin'ny ankapobeny, ny fatiantoka amin'ny famadihana dia lehibe lavitra noho ny fatiantoka amin'ny fampitaovana, ary ny haingana kokoa ny fatran'ny fanodinana no lehibe kokoa ny fatiantoka.

Ny vokatry ny voltora sy ny ankehitriny amin'ny fotoan'ny fampitana dia tena lehibe, ka miteraka fahavoazana lehibe. Azo ahena amin'ny fomba roa ny fatiantoka amin'ny famadihana. Ny iray dia ny fampihenana ny fotoana fanodinana, izay mety hampihena ny fatiantoka mandritra ny fihodinana tsirairay; ny iray hafa dia ny fampihenana ny hafainganam-pandehan'ny switch, izay mety hampihena ny isan'ny switch isaky ny fotoana.

Ity ambony ity dia fanazavana amin'ny antsipiriany momba ny diagrama fitsipiky ny MOSFET sy ny famakafakana ny rafitra anatiny ao amin'ny MOSFET. Raha te hianatra bebe kokoa momba ny MOSFET, tongasoa eto amin'ny OLUKEY mba hanome anao fanohanana ara-teknika MOSFET!