MOSFET கள் - விரிவாக்கம்-வகை, குறைப்பு-வகை

சிக்கல்களை அகற்ற எங்கள் கருவியை முயற்சிக்கவும்





தற்போது இருக்கும் இரண்டு முக்கிய வகை FET கள்: JFET கள் மற்றும் MOSFET கள்.

MOSFET களை மேலும் குறைப்பு வகையாக வகைப்படுத்தலாம் விரிவாக்க வகை. இந்த இரண்டு வகைகளும் MOSFET களின் அடிப்படை செயல்பாட்டு முறையை வரையறுக்கின்றன, அதே நேரத்தில் MOSFET என்ற சொல் மெட்டல்-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி-புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டரின் சுருக்கமாகும்.



இரண்டு வகைகளும் வெவ்வேறு வேலை பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், அவை ஒவ்வொன்றையும் வெவ்வேறு கட்டுரைகளில் தனித்தனியாக மதிப்பீடு செய்வோம்.

விரிவாக்கம் மற்றும் குறைப்பு MOSFET க்கு இடையிலான வேறுபாடு

அடிப்படையில், விரிவாக்க MOSFET களைப் போலன்றி, கேட்-டு-சோர்ஸ் டெர்மினல்கள் (VGS) முழுவதும் 0 V முன்னிலையில் கூட குறைப்பு MOSFET கள் ஒரு நிலையில் உள்ளன.



MOSFET ஐ மேம்படுத்துவதற்கு, கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம் (விஜிஎஸ்) அதன் கேட்-டு-சோர்ஸ் வாசல் மின்னழுத்தத்திற்கு (விஜிஎஸ் (வது)) மேலே இருக்க வேண்டும் அதை நடத்துவதற்காக .

இருப்பினும், ஒரு N- சேனல் குறைப்பு MOSFET க்கு, அதன் VGS (வது) மதிப்பு 0 V க்கு மேல் உள்ளது. இதன் பொருள் VGS = 0 V ஆக இருந்தாலும், ஒரு குறைவு MOSFET மின்னோட்டத்தை நடத்த முடியும். அதை அணைக்க, MOSFET இன் குறைவின் VGS ஐ VGS (th) (எதிர்மறை) க்குக் கீழே குறைக்க வேண்டும்.

இந்த தற்போதைய கட்டுரையில், MOSFET என்ற குறைப்பு வகையைப் பற்றி விவாதிப்போம், அவை JFET உடன் பொருந்தக்கூடிய பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதாகக் கூறப்படுகிறது. கட்-ஆஃப் மற்றும் எனக்கு அருகிலுள்ள செறிவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒற்றுமை உள்ளதுடி.எஸ்.எஸ்.

அடிப்படை கட்டுமானம்

n- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET.

Fig.5.23 ஒரு n- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET இன் அடிப்படை உள் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது.

சிலிக்கான் தளத்தைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட பி-வகை பொருட்களின் தொகுப்பை நாம் காணலாம். இந்த தொகுதி அடி மூலக்கூறு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அடி மூலக்கூறு என்பது ஒரு MOSFET கட்டப்பட்ட அடிப்படை அல்லது அடித்தளமாகும். சில MOSFET களுக்கு இது 'மூல' முனையத்துடன் உள்நாட்டில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும், பல சாதனங்கள் எஸ்எஸ் வடிவத்தில் கூடுதல் வெளியீட்டை வழங்குகின்றன, இதில் 4-முனைய மோஸ்ஃபெட் இடம்பெறுகிறது, இது படம் 5.23 இல் வெளிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது

வடிகால் மற்றும் மூல முனையங்கள் கடத்தும் தொடர்புகள் மூலம் n- டோப் செய்யப்பட்ட இடங்களுடன் இணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அதே படத்தில் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு n- சேனல் மூலம் இணைக்கப்படுகின்றன.

கேட் ஒரு உலோக அடுக்குடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இருப்பினும் இது என்-சேனலில் இருந்து சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO) இன் சிறந்த அடுக்கு வழியாக காப்பிடப்பட்டுள்ளது.இரண்டு).

SiOஇரண்டுமின்கடத்தா எனப்படும் காப்புச் சொத்தின் தனித்துவமான வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது வெளிப்புறமாகப் பயன்படுத்தப்படும் மின்சார புலத்திற்கு பதிலளிக்கும் விதமாக தனக்குள்ளேயே ஒரு எதிரெதிர் மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது.

ஒரு இன்சுலேடிங் லேயராக இருப்பதால், பொருள் SiOஇரண்டுபின்வரும் முக்கியமான தகவல்களை எங்களுக்கு வழங்குகிறது:

கேட் டெர்மினலுக்கும் மோஸ்ஃபெட் சேனலுக்கும் இடையில் ஒரு முழுமையான தனிமை உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.

மேலும், இது SiO காரணமாகும்இரண்டு, மோஸ்ஃபெட்டின் வாயில் மிக உயர்ந்த அளவிலான உள்ளீட்டு மின்மறுப்பைக் காட்ட முடியும்.

இந்த முக்கியமான உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு சொத்து காரணமாக, கேட் தற்போதைய I.ஜிஎந்த dc- சார்புடைய MOSFET உள்ளமைவுக்கும் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய ஆம்ப்ஸ் ஆகும்.

அடிப்படை செயல்பாடு மற்றும் பண்புகள்

VGS = 0 V உடன் n- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET மற்றும் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்த VDD.

படம் 5.24 இல் காணலாம், மூல முனையத்திற்கான வாயில் பூஜ்ஜிய வோல்ட்டுகளில் இரண்டு முனையங்களையும் ஒன்றாக இணைப்பதன் மூலம் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது, அதே நேரத்தில் ஒரு மின்னழுத்தம் Vடி.எஸ்வடிகால் மற்றும் மூல முனையங்கள் முழுவதும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மேலே உள்ள அமைப்பைக் கொண்டு, வடிகால் பக்கமானது n- சேனல் இலவச எலக்ட்ரான்களால் நேர்மறையான திறனை நிறுவுகிறது, மேலும் JFET சேனல் மூலம் சமமான மின்னோட்டத்துடன். மேலும், இதன் விளைவாக தற்போதைய விஜி.எஸ்= 0 வி இன்னும் நான் என அடையாளம் காணப்படுகிறதுடி.எஸ்.எஸ், படம் 5.25 இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது

ஒரு n- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET க்கான பண்புகளை வடிகட்டவும் மாற்றவும்.

படம் 5.26 இல் கேட் மூல மின்னழுத்தம் விஜி.எஸ்-1V வடிவத்தில் எதிர்மறை ஆற்றல் வழங்கப்படுகிறது.

இந்த எதிர்மறை ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களை பி-சேனல் அடி மூலக்கூறை நோக்கி கட்டாயப்படுத்த முயற்சிக்கிறது (கட்டணங்கள் விலக்கப்படுவதால்), மற்றும் பி-சேனல் அடி மூலக்கூறிலிருந்து துளைகளை இழுக்கவும் (எதிர் கட்டணங்கள் ஈர்க்கப்படுவதால்).

கேட் முனையத்தில் எதிர்மறை திறன் காரணமாக சேனலில் இலவச கேரியர்களில் குறைப்பு

இந்த எதிர்மறை சார்பு வி எவ்வளவு பெரியது என்பதைப் பொறுத்துஜி.எஸ்அதாவது, துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் மறுசீரமைப்பு நடைபெறுகிறது, இதன் விளைவாக கடத்துதலுக்குக் கிடைக்கும் n- சேனலில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் குறைக்கப்படுகின்றன. எதிர்மறை சார்புடைய உயர் மட்டங்கள் மீண்டும் ஒருங்கிணைப்பு விகிதத்தில் விளைகின்றன.

மேலே உள்ள எதிர்மறை சார்பு நிலை அதிகரிக்கப்படுவதால் வடிகால் மின்னோட்டம் குறைக்கப்படுகிறது, இது V க்கு படம் 5.25 இல் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளதுஜி.எஸ்வி அளவுகள்ஜி.எஸ்= -1, -2 மற்றும் முன்னும் பின்னும், -6 வி இன் பிஞ்ச்-ஆஃப் குறி வரை.

பரிமாற்ற வளைவு சதித்திட்டத்தின் விளைவாக வடிகால் மின்னோட்டம் a JFET.

இப்போது, ​​நேர்மறை விஜி.எஸ்மதிப்புகள், தலைகீழ் கசிவு மின்னோட்டத்தின் காரணமாக, கே-பாசிட்டிவ் பி-வகை அடி மூலக்கூறிலிருந்து அதிகப்படியான எலக்ட்ரான்களை (இலவச கேரியர்கள்) ஈர்க்கும். இது துரிதப்படுத்தும் துகள்கள் முழுவதும் மோதல்களின் மூலம் புதிய கேரியர்களை நிறுவும்.

கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம் நேர்மறையான விகிதத்தில் உயர முனைவதால், வடிகால் மின்னோட்டம் விரைவான அதிகரிப்பைக் காட்டுகிறது, மேலே விவாதிக்கப்பட்ட அதே காரணங்களுக்காக படம் 5.25 இல் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.

V இன் வளைவுகளுக்கு இடையில் உருவாக்கப்பட்ட இடைவெளிஜி.எஸ்= 0 வி மற்றும் விஜி.எஸ்V இன் 1 - V மாறுபாட்டின் காரணமாக மின்னோட்டம் அதிகரித்த அளவை = +1 தெளிவாகக் காட்டுகிறதுஜி.எஸ்

வடிகால் மின்னோட்டத்தின் விரைவான உயர்வு காரணமாக அதிகபட்ச மின்னோட்ட மதிப்பீட்டைப் பற்றி நாம் கவனமாக இருக்க வேண்டும், இல்லையெனில் அது நேர்மறை வாயில் மின்னழுத்த வரம்பைக் கடக்கக்கூடும்.

எடுத்துக்காட்டாக, படம் 5.25 இல் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ள சாதன வகைக்கு, ஒரு விஜி.எஸ்= + 4 வி வடிகால் மின்னோட்டத்தை 22.2 mA ஆக உயர்த்தும், இது சாதனத்தின் அதிகபட்ச முறிவு வரம்பை (தற்போதைய) கடக்கக்கூடும்.

நேர்மறையான கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவது சேனலில் உள்ள இலவச கேரியர்களின் அளவின் மீது மேம்பட்ட விளைவை உருவாக்குகிறது என்பதை மேலேயுள்ள நிபந்தனை காட்டுகிறது.ஜி.எஸ்= 0 வி.

இதனால்தான் வடிகால் அல்லது பரிமாற்ற பண்புகளில் நேர்மறை கேட் மின்னழுத்த பகுதி பொதுவாக அறியப்படுகிறது விரிவாக்க பகுதி . இந்த பகுதி கட்-ஆஃப் மற்றும் I இன் செறிவு நிலைக்கு இடையில் உள்ளதுடி.எஸ்.எஸ்அல்லது குறைப்பு பகுதி.

எடுத்துக்காட்டு சிக்கலைத் தீர்ப்பது

நன்மைகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

மேம்பாட்டு-பயன்முறை MOSFET களுக்கு மாறாக, பூஜ்ஜிய வாயில்-மூல-மூல மின்னழுத்தத்திற்கு பதிலளிக்கும் வகையில் வடிகால் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்திற்கு வீழ்ச்சியடைவதைக் காண்கிறோம், நவீன குறைப்பு-முறை FET பூஜ்ஜிய வாயில் மின்னழுத்தத்துடன் குறிப்பிடத்தக்க மின்னோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது. துல்லியமாகச் சொல்வதானால், வடிகால்-க்கு-மூல எதிர்ப்பு பொதுவாக பூஜ்ஜிய மின்னழுத்தத்தில் 100 ஓம்ஸ் ஆகும்.

மேலே உள்ள வரைபடத்தில் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ON- எதிர்ப்பு rds(ஆன்)Vs அனலாக் சமிக்ஞை வரம்பு நடைமுறையில் தட்டையான பதிலைப் போல் தெரிகிறது. இந்த சிறப்பியல்பு, இந்த மேம்பட்ட குறைப்பு வகை சாதனத்தின் குறைந்த-கொள்ளளவு அளவுகளுடன் இணைந்து, ஆடியோ மற்றும் வீடியோ மாறுதல் பயன்பாடுகளுக்கான அனலாக் சுவிட்சுகள் என்பதால் அவை குறிப்பாக சிறந்ததாக இருக்க அனுமதிக்கின்றன.

குறைப்பு-பயன்முறை MOSFET இன் 'சாதாரணமாக இயங்கும்' பண்பு ஒற்றை FET நடப்பு கட்டுப்பாட்டாளர்களுக்கு சாதனம் மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்க உதவுகிறது.

அத்தகைய ஒரு எடுத்துக்காட்டு சுற்று பின்வரும் படத்தில் காணலாம்.

சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி ரூ. மதிப்பு தீர்மானிக்கப்படலாம்:

ஆர்கள்= வி.ஜி.எஸ்ஆஃப்[1 - (நான்டி/நான்டி.எஸ்.எஸ்)1/2] / நான்டி

எங்கே நான்டி என்பது வெளியீட்டில் தேவைப்படும் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட மின்னோட்டத்தின் அளவு.

தற்போதைய-மூல பயன்பாட்டில் குறைப்பு-பயன்முறை MOSFET களின் முக்கிய நன்மை அவற்றின் குறைந்தபட்ச வடிகால் கொள்ளளவு ஆகும், இது குறைந்த உள்ளீட்டு கசிவு, நடுத்தர வேகம் (> 50 V / us) சுற்றுகளில் பயன்பாடுகளைச் சார்புடையதாக மாற்றுகிறது.

கீழேயுள்ள படம் இரட்டை குறைந்த கசிவு செயல்பாடு FET ஐப் பயன்படுத்தி குறைந்த-உள்ளீடு-கசிவு தற்போதைய வேறுபாடு முன்-முடிவைக் காட்டுகிறது.

பொதுவாக, JFET இன் இருபுறமும் ID = 500 uA இல் சார்புடையதாக இருக்கும். ஆகையால், இழப்பீடு மற்றும் தவறான கொள்ளளவுகளை வசூலிக்க தற்போதைய பெறக்கூடியது 2ID க்கு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது அல்லது இது போன்ற சந்தர்ப்பங்களில் 1.0 mA. JFET இன் தொடர்புடைய அம்சங்கள் உற்பத்தி-நிரூபிக்கப்பட்டவை மற்றும் தரவுத்தாள் மீது உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

சிஎஸ் உள்ளீட்டு நிலை 'வால்' தற்போதைய மூலத்தின் வெளியீட்டு கொள்ளளவைக் குறிக்கிறது. தலைகீழ் அல்லாத பெருக்கிகளில் இந்த கொள்ளளவு முக்கியமானது, ஏனெனில் இந்த நெட்வொர்க் முழுவதும் உள்ளீட்டு நிலை குறிப்பிடத்தக்க சமிக்ஞை பரிமாற்றங்களை அனுபவிக்கிறது, மேலும் C களில் சார்ஜிங் நீரோட்டங்கள் பெரியதாக இருக்கலாம். இயல்பான நடப்பு ஆதாரங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டால், தலைகீழ் அல்லாத சுற்றுகளில் (தலைகீழ் பயன்பாடுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிஎஸ்ஸில் சார்ஜிங் நீரோட்டங்கள் மிகக் குறைவாக இருக்கும்) குறிப்பிடத்தக்க வால்வு சரிவுக்கு இந்த வால் கொள்ளளவு பொறுப்பு.

கொல்லப்பட்ட விகிதத்தின் வீழ்ச்சியை இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

1/1+ (Cs / Sc)

சி.சி சி.சி (இழப்பீட்டு மின்தேக்கி) ஐ விட குறைவாக இருக்கும் வரை, கொல்லப்பட்ட விகிதத்தில் எந்த மாறுபாடும் இல்லை. DMOS FET உடன் பணிபுரியும், C கள் சுமார் 2 pF ஆக இருக்கலாம். இந்த மூலோபாயம் கொலை விகிதத்தில் மிகப்பெரிய முன்னேற்றத்தை உருவாக்குகிறது. 1 முதல் 5 mA ஐ விட அதிகமான தற்போதைய பற்றாக்குறைகள் தேவைப்பட்டால், +2.5 V இன் அதிகபட்ச VGS க்கு 20 mA ஐ உருவாக்க சாதனம் விரிவாக்க பயன்முறையில் சார்புடையதாக இருக்கக்கூடும், குறைந்தபட்ச வெளியீட்டு கொள்ளளவு தொடர்ந்து ஒரு முக்கிய அம்சமாக இருக்கும்.

கீழே உள்ள அடுத்த பயன்பாடு சரியான மேம்பாட்டு-பயன்முறை தற்போதைய மூல சுற்றுவட்டத்தைக் காட்டுகிறது.

விநியோக மின்னழுத்த செயலிழப்பின் போது நிலையான நிலை அவசியமாக இருக்கும் தேவைகளுக்கு ஒரு 'சாதாரணமாக -ஒன்' அனலாக் சுவிட்சை உருவாக்க முடியும், எடுத்துக்காட்டாக, சோதனைக் கருவிகளின் தானியங்கி வரம்பில் அல்லது சுவிட்ச் ஓனில் தர்க்க சுற்றுகளின் துல்லியமான தொடக்கத்தை உறுதி செய்வதற்காக.

சாதனத்தின் குறைக்கப்பட்ட எதிர்மறை வாசல் மின்னழுத்தம் அடிப்படை இயக்கி முன்நிபந்தனைகளை வழங்குகிறது மற்றும் குறைந்தபட்ச மின்னழுத்தத்துடன் வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது.

எந்தவொரு குறைப்பு-பயன்முறை DMOS அனலாக் சுவிட்சிற்கான பொதுவான சார்பு காரணிகளை கீழே உள்ள சுற்று நிரூபிக்கிறது.

சாதனம் அணைக்கப்படுவதற்கு, வாயிலில் எதிர்மறை மின்னழுத்தங்கள் அவசியம். நேர்மறை கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி FET கூடுதலாக மேம்படுத்தப்படும்போது, ​​எதிர்ப்பைக் குறைக்க முடியும், மேலும் இது குறிப்பாக-பயன்முறை மண்டலத்தில் குறைப்பு-பயன்முறை பகுதியுடன் செயல்படுத்துகிறது.

இந்த பதிலை பின்வரும் வரைபடத்தில் காணலாம்.

அலகு உயர் அதிர்வெண் ஆதாயம், அதன் குறைந்த கொள்ளளவு மதிப்புகளுடன் சேர்ந்து, அதிகரித்த 'தகுதியின் எண்ணிக்கை' வழங்குகிறது. இது உண்மையில் வி.எச்.எஃப் மற்றும் யு.எச்.எஃப் பெருக்கத்தில் ஒரு முக்கியமான உறுப்பு ஆகும், இது FET இன் ஆதாய-அலைவரிசை தயாரிப்பு (GBW) ஐக் குறிப்பிடுகிறது, இது இவ்வாறு சித்தரிக்கப்படலாம்:

GBW = gfs / 2 பை (சிஇல்+ சிவெளியே)

p- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET

பி-சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET இன் கட்டுமானம் படம் 5.23 இல் காட்டப்பட்டுள்ள n- சேனல் பதிப்பின் சரியான தலைகீழ் ஆகும். பொருள், அடி மூலக்கூறு இப்போது ஒரு n- வகையின் வடிவத்தை எடுக்கிறது மற்றும் சேனல் ஒரு p- வகையாக மாறுகிறது, இது கீழே உள்ள படம் 5.28a இல் காணலாம்.

ஐடிஎஸ்எஸ் = 6 எம்ஏ மற்றும் விபி = +6 வி உடன் p- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET.

முனைய அடையாளம் அடையாளம் மாறாமல் உள்ளது, ஆனால் மின்னழுத்தம் மற்றும் தற்போதைய துருவமுனைப்புகள் தலைகீழாக மாற்றப்படுகின்றன, அதே படத்தில் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளது. வடிகால் பண்புகள் படம் 5.25 இல் வி தவிர, சரியாக சித்தரிக்கப்படும்டி.எஸ்இந்த வழக்கில் எதிர்மறை மதிப்பைப் பெறும் அடையாளம்.

வடிகால் மின்னோட்டம் I.டிஇந்த விஷயத்திலும் ஒரு நேர்மறையான துருவமுனைப்பைக் காட்டுகிறது, ஏனென்றால் நாங்கள் ஏற்கனவே அதன் திசையை மாற்றியிருக்கிறோம். விஜி.எஸ்படம் 5.28 சி இல் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி, புரிந்துகொள்ளக்கூடிய ஒரு எதிர் துருவமுனைப்பைக் காட்டுகிறது.

ஏனெனில் விஜி.எஸ்படம் 5,28 பி இல் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளபடி பரிமாற்ற பண்புகளுக்கு ஒரு கண்ணாடி படத்தை உருவாக்குகிறது.

பொருள், நேர்மறை V இல் வடிகால் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறதுஜி.எஸ்V இல் கட்-ஆஃப் புள்ளியிலிருந்து பகுதிஜி.எஸ்= நான் வரை வி.பி.டி.எஸ்.எஸ், பின்னர் அது V இன் எதிர்மறை மதிப்பாக தொடர்ந்து உயர்கிறதுஜி.எஸ்உயர்கிறது.

சின்னங்கள்

MOSFET சின்னங்கள் குறைப்பு வகை

ஒரு n- மற்றும் p- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET க்கான வரைகலை அறிகுறிகள் மேலே உள்ள படம் 5.29 இல் காணப்படுகின்றன.

தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சின்னங்கள் சாதனத்தின் உண்மையான கட்டமைப்பைக் குறிக்கும் நோக்கத்தைக் கவனியுங்கள்.

கேட் மற்றும் சேனலுக்கு இடையில் ஒரு நேரடி தொடர்பு (கேட் இன்சுலேஷன் காரணமாக) இல்லாதது கேட் மற்றும் சின்னத்தின் வெவ்வேறு டெர்மினல்களுக்கு இடையிலான இடைவெளியைக் குறிக்கிறது.

சேனலைக் குறிக்கும் செங்குத்து கோடு வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் அடி மூலக்கூறால் “பிடி” செய்யப்படுகிறது.

சில வகை சாதனங்களில் அடி மூலக்கூறு வெளிப்புறமாக அணுகப்படலாம், மற்றவற்றில் இது காணப்படாமல் போகலாம் என்ற உண்மையை முன்னிலைப்படுத்த ஒவ்வொரு வகை சேனலுக்கும் மேலே உள்ள படத்தில் இரண்டு குழு சின்னங்கள் வழங்கப்பட்டுள்ளன.

MOSFET (விரிவாக்க-வகை)

குறைப்பு வகை மற்றும் விரிவாக்க வகை MOSFET கள் அவற்றின் உள் கட்டமைப்புகள் மற்றும் செயல்பாட்டு பயன்முறையுடன் ஒத்ததாக இருந்தாலும், அவற்றின் பண்புகள் மிகவும் வித்தியாசமாக இருக்கலாம்.

கட் ஆப் நடவடிக்கைக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து வடிகால் மின்னோட்டமே முக்கிய வேறுபாடு.

துல்லியமாக, ஒரு n- சேனல் மேம்பாட்டு வகை MOSFET ஆனது நேர்மறை வாயில் / மூல மின்னழுத்தத்துடன் செயல்பட முடியும், இது எதிர்மறை ஆற்றல்களின் வரம்பிற்கு பதிலாக, பொதுவாக குறைப்பு வகை MOSFET ஐ பாதிக்கும்.

அடிப்படை கட்டுமானம்

பின்வருவனவற்றில் நீங்கள் n- சேனல் மேம்பாட்டு வகை MOSFET ஐக் காணலாம்
படம் 5.31.

ஒரு பி-வகை பொருள் பிரிவு ஒரு சிலிக்கான் தளத்தின் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் அது அடி மூலக்கூறு என அழைக்கப்படுவதற்கு முன்பு கற்றுக்கொண்டது.

சில சந்தர்ப்பங்களில் இந்த அடி மூலக்கூறு மூல-முள் ஒரு குறைப்பு-வகை MOSFET இல் உள்நாட்டில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, சில சந்தர்ப்பங்களில் அதன் சாத்தியமான மட்டத்தின் வெளிப்புறக் கட்டுப்பாட்டை இயக்குவதற்கான நான்காவது முன்னணியாக இது நிறுத்தப்படுகிறது.

மூல மற்றும் வடிகால் முனையங்கள் வழக்கம் போல் என்-டோப் செய்யப்பட்ட பகுதிகளுக்கு உலோக தொடர்புகளைப் பயன்படுத்தி இணைகின்றன.

இருப்பினும், படம் 5.31 இல் இரண்டு என்-டோப் பகுதிகளுக்கு இடையிலான சேனல் காணவில்லை என்பதைக் காண்பது முக்கியம்.

இது ஒரு குறைப்பு-வகை மற்றும் விரிவாக்க-வகை MOSFET இன் உள் தளவமைப்பு ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான அடிப்படை ஒற்றுமையாகக் கருதப்படலாம், இது சாதனத்தின் ஒரு பகுதியாக இருக்க வேண்டிய உள்ளார்ந்த சேனலின் இல்லாதது.

SiO2 அடுக்கு இன்னும் பரவலாகக் காணப்படுகிறது, இது கேட் முனையத்தின் உலோக அடித்தளத்திற்கும் வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கும் இடையிலான பகுதிக்கு இடையில் தனிமைப்படுத்தப்படுவதை உறுதி செய்கிறது. இருப்பினும், இங்கே இது p- வகை பொருள் பிரிவில் இருந்து பிரிக்கப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம்.

மேலேயுள்ள கலந்துரையாடலில் இருந்து, ஒரு குறைப்பு மற்றும் மேம்பாடு MOSFET உள் தளவமைப்பு சில ஒற்றுமைகளைக் கொண்டிருக்கலாம், ஒரு மேம்பாட்டு வகை MOSFET க்கான வடிகால் / மூலத்திற்கு இடையில் காணாமல் போன சேனலைத் தவிர.

அடிப்படை செயல்பாடு மற்றும் பண்புகள்

அதன் VGS இல் 0 V அறிமுகப்படுத்தப்படும்போது ஒரு மேம்பாட்டு வகை MOSFET க்கு, காணாமல் போன n- சேனல் காரணமாக (இது நிறைய இலவச கேரியர்களைக் கொண்டு செல்வதாக அறியப்படுகிறது) தற்போதைய வெளியீடு பூஜ்ஜியமாக இருக்க காரணமாகிறது, இது ஒரு குறைப்பு வகையைப் போலல்லாது ID = IDSS கொண்ட MOSFET இன்.

வடிகால் / மூல முனையங்கள் முழுவதும் காணாமல் போன பாதை காரணமாக இதுபோன்ற சூழ்நிலையில், எலக்ட்ரான்களின் வடிவத்தில் அதிக அளவு கேரியர்கள் வடிகால் / மூலத்தில் குவிக்க இயலாது (ஏனெனில் என்-டோப் செய்யப்பட்ட பகுதிகள்).

வி.டி.எஸ் இல் சில நேர்மறையான ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது, வி.ஜி.எஸ் பூஜ்ஜிய வோல்ட்டுகளில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும் மற்றும் எஸ்.எஸ். முனையம் மூல முனையத்துடன் சுருக்கப்பட்டிருக்கும், உண்மையில் என்-டோப் செய்யப்பட்ட பகுதிகளுக்கும் பி-அடி மூலக்கூறுக்கும் இடையில் இரண்டு தலைகீழ் சார்புடைய பி.என் சந்திப்புகளைக் காணலாம். மூலத்திற்கு வடிகட்டவும்.


படம் 5.32 இல் VDS மற்றும் VGS ஆகியவை 0 V ஐ விட அதிகமான நேர்மறை மின்னழுத்தத்துடன் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது வடிகால் மற்றும் வாயில் மூலத்தைப் பொறுத்து நேர்மறையான ஆற்றலில் இருக்க அனுமதிக்கிறது.

மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வாயிலில் உள்ள நேர்மறை ஆற்றல், SiO2 அடுக்கின் விளிம்பில் உள்ள p- அடி மூலக்கூறில் உள்ள துளைகளைத் தள்ளி, p- அடி மூலக்கூறின் பகுதிகளுக்குள் ஆழமாக நுழைகிறது. ஒருவருக்கொருவர் விரட்டும் போன்ற குற்றச்சாட்டுகள் காரணமாக இது நிகழ்கிறது.

இதன் விளைவாக SiO2 இன்சுலேடிங் லேயருக்கு அருகில் ஒரு சிதைவு பகுதி உருவாக்கப்படுகிறது, இது துளைகள் இல்லாதது.

இது இருந்தபோதிலும், பொருளின் சிறுபான்மை கேரியர்களான பி-அடி மூலக்கூறு எலக்ட்ரான்கள் நேர்மறை வாயிலை நோக்கி இழுக்கப்பட்டு, SiO2 அடுக்கின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் உள்ள பகுதியில் சேகரிக்கத் தொடங்குகின்றன.

SiO2 அடுக்கு எதிர்மறை கேரியர்களின் காப்புச் சொத்து காரணமாக எதிர்மறை கேரியர்கள் கேட் முனையத்தில் உறிஞ்சப்படுவதை அனுமதிக்கின்றன.

வி.ஜி.எஸ் அளவை நாம் அதிகரிக்கும்போது, ​​SiO2 மேற்பரப்புக்கு நெருக்கமான எலக்ட்ரான் அடர்த்தியும் அதிகரிக்கிறது, இறுதியாக தூண்டப்பட்ட n- வகை பகுதி வடிகால் / மூல முழுவதும் அளவிடக்கூடிய கடத்தலை அனுமதிக்க முடியும்.

வடிகால் மின்னோட்டத்தில் உகந்த அதிகரிப்புக்கு காரணமான விஜிஎஸ் அளவு வாசல் மின்னழுத்தம் என அழைக்கப்படுகிறது, VT குறியீட்டால் குறிக்கப்படுகிறது . தரவுத்தாள்களில் இதை நீங்கள் VGS (Th) ஆகக் காண முடியும்.

மேலே கற்றுக்கொண்டபடி, விஜிஎஸ் = 0 இல் சேனல் இல்லாததால், மற்றும் நேர்மறை கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்த பயன்பாட்டுடன் 'மேம்படுத்தப்பட்டவை' காரணமாக, இந்த வகை மோஸ்ஃபெட் மேம்பாட்டு-வகை மோஸ்ஃபெட்டுகள் என அழைக்கப்படுகிறது.

குறைப்பு மற்றும் மேம்பாட்டு வகை MOSFET கள் விரிவாக்க-வகை பகுதிகளை வெளிப்படுத்துகின்றன என்பதை நீங்கள் காண்பீர்கள், ஆனால் இந்த சொல் விரிவாக்கம் பிந்தையவருக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது குறிப்பாக செயல்பாட்டு விரிவாக்க முறையைப் பயன்படுத்தி செயல்படுகிறது.

இப்போது, ​​வி.ஜி.எஸ் வாசல் மதிப்புக்கு மேல் தள்ளப்படும்போது, ​​இலவச கேரியர்களின் செறிவு அது தூண்டப்பட்ட சேனலில் அதிகரிக்கும். இதனால் வடிகால் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது.

மறுபுறம், நாம் வி.ஜி.எஸ்ஸை நிலையானதாக வைத்து, வி.டி.எஸ் (வடிகால்-மூல-மூல மின்னழுத்தம்) அளவை அதிகரித்தால், இது இறுதியில் MOSFET ஐ அதன் செறிவூட்டல் புள்ளியை எட்டும், பொதுவாக எந்த JFET அல்லது குறைவு MOSFET க்கும் இது நிகழும்.

VGS இன் நிலையான மதிப்புக்கு VDS இன் அளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் சேனல் மற்றும் குறைப்பு பகுதியில் மாற்றம்.

படம் 5.33 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வடிகால் நடப்பு ஐடி ஒரு கிள்ளுதல்-ஆஃப் செயல்முறையின் உதவியுடன் சமன் செய்யப்படுகிறது, இது தூண்டப்பட்ட சேனலின் வடிகால் முடிவை நோக்கி குறுகிய சேனலால் குறிக்கப்படுகிறது.

படம் 5.33 இல் உள்ள மோஸ்ஃபெட்டின் முனைய மின்னழுத்தங்களுக்கு கிர்ச்சோஃப்பின் மின்னழுத்த சட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாங்கள் பெறுகிறோம்:

வி.ஜி.எஸ் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்புக்கு மாறாமல் வைத்திருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக 8 வி, மற்றும் வி.டி.எஸ் 2 முதல் 5 வி வரை உயர்த்தப்பட்டால், மின்னழுத்த வி.டி.ஜி ஈக். 5.11 -6 முதல் -3 V வரை வீழ்ச்சியடைவதைக் காணலாம், மேலும் வாயில் ஆற்றல் வடிகால் மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தவரை குறைவாகவும் நேர்மறையாகவும் கிடைக்கிறது.

தூண்டப்பட்ட சேனலின் இந்த பகுதியை நோக்கி இலவச கேரியர்கள் அல்லது எலக்ட்ரான்கள் இழுக்கப்படுவதை இந்த பதில் தடைசெய்கிறது, இதன் விளைவாக சேனலின் பயனுள்ள அகலத்தில் வீழ்ச்சி ஏற்படுகிறது.

இறுதியில், சேனல் அகலம் பிஞ்ச்-ஆஃப் நிலைக்கு குறைகிறது, இது எங்கள் முந்தைய குறைவு MOSFET கட்டுரையில் நாம் ஏற்கனவே கற்றுக்கொண்டதைப் போன்ற ஒரு செறிவூட்டல் நிலையை அடைகிறது.

பொருள், ஒரு நிலையான வி.ஜி.எஸ் மூலம் வி.டி.எஸ்ஸை அதிகரிப்பது ஐடியின் செறிவு அளவை பாதிக்காது, முறிவு நிலைமை அடையும் வரை.

படம் 5.34 ஐப் பார்க்கும்போது, ​​வி.ஜி.எஸ் = 8 வி கொண்ட படம் 5.33 இல் உள்ளதைப் போல, செறிவு 6 வி வி.டி.எஸ் மட்டத்தில் நடைபெறுகிறது என்பதை துல்லியமாகச் சொல்ல, வி.டி.எஸ் செறிவு நிலை பயன்படுத்தப்பட்ட வி.ஜி.எஸ் மட்டத்துடன் தொடர்புடையது:

விடி மதிப்பு சரி செய்யப்படும்போது, ​​விஜிஎஸ் அளவை அதிகரிப்பது விகிதாசார விகிதத்தில் விடிஎஸ்-க்கு அதிக அளவு செறிவூட்டலை ஏற்படுத்தும் என்பதில் சந்தேகம் இல்லை.

மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள குணாதிசயங்களைக் குறிப்பிடுகையில், VT நிலை 2 V ஆகும், இது வடிகால் மின்னோட்டம் 0 mA ஆக குறைந்துவிட்டது என்பதன் மூலம் தெளிவாகிறது.

எனவே பொதுவாக நாம் இவ்வாறு கூறலாம்:

VGS மதிப்புகள் விரிவாக்க-வகை MOSFET க்கான வாசல் மட்டத்தை விட குறைவாக இருக்கும்போது, ​​அதன் வடிகால் மின்னோட்டம் 0 mA ஆகும்.

VGS ஐ VT இலிருந்து 8 V ஆக உயர்த்தும் வரை, ஐடிக்கான தொடர்புடைய செறிவு நிலை 0 முதல் 10 mA நிலை வரை அதிகரிக்கும் என்பதையும் மேலே உள்ள படத்தில் நாம் தெளிவாகக் காணலாம்.

மேலும், விஜிஎஸ் நிலைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி விஜிஎஸ் மதிப்பின் அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கிறது என்பதையும், வடிகால் மின்னோட்டத்தில் எண்ணற்ற உயர்வுகளை ஏற்படுத்துவதையும் நாம் மேலும் கவனிக்க முடியும்.

வடிகால் தற்போதைய மதிப்பு VT ஐ விட அதிகமான VGS நிலைகளுக்கான கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தத்துடன் தொடர்புடையது, பின்வரும் நேரியல் அல்லாத உறவின் மூலம்:

ஐடி மற்றும் விஜிஎஸ் இடையேயான நேரியல் சார்பற்ற தன்மைக்கு பொறுப்பான சொல் ஸ்கொயர் அடைப்புக்குறி காட்டப்படும் சொல்.

K என்ற சொல் ஒரு நிலையானது மற்றும் இது MOSFET தளவமைப்பின் செயல்பாடாகும்.

இந்த நிலையான k இன் மதிப்பை பின்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம் நாம் அறியலாம்:

ஐடி (ஆன்) மற்றும் விஜிடி (ஆன்) ஒவ்வொன்றும் குறிப்பாக சாதனத்தின் சிறப்பியல்புகளைப் பொறுத்து மதிப்புகள்.

கீழே உள்ள அடுத்த படம் 5.35 இல், பரிமாற்ற செயல்முறையை ஒன்றையொன்று தெளிவுபடுத்துவதற்காக வடிகால் மற்றும் பரிமாற்ற பண்புகள் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக அமைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காண்கிறோம்.

அடிப்படையில், இது JFET மற்றும் குறைப்பு-வகை MOSFET க்காக முன்னர் விளக்கப்பட்ட செயல்முறைக்கு ஒத்ததாகும்.

இருப்பினும், தற்போதைய வழக்கில், வடிகால் மின்னோட்டம் VGS VT க்கு 0 mA என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

இங்கே ஐடி குறிப்பிடத்தக்க அளவிலான மின்னோட்டத்தைக் காணலாம், இது ஈக் தீர்மானித்தபடி அதிகரிக்கும். 5.13.

குறிப்பு, வடிகால் பண்புகளிலிருந்து பரிமாற்ற பண்புகள் குறித்த புள்ளிகளை வரையறுக்கும்போது, ​​செறிவு நிலைகளை மட்டுமே நாங்கள் கருதுகிறோம். இது செயல்பாட்டின் பகுதியை EQ ஆல் நிறுவப்பட்ட செறிவு நிலைகளை விட VDS மதிப்புகளுக்கு அதிகமாக கட்டுப்படுத்துகிறது. (5.12).

ஒரு n- சேனல் மேம்பாட்டு வகை MOSFET இன் பரிமாற்ற பண்புகளை எவ்வாறு சதி செய்வது

p- சேனல் விரிவாக்க-வகை MOSFET கள்

படம் 5.37a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி பி-சேனல் விரிவாக்க வகை MOSFET இன் கட்டமைப்பு படம் 5.31 இல் காட்டப்படுவதற்கு நேர் எதிரானது.

பொருள், இப்போது வடிகால் மற்றும் மூல மூட்டுகளுக்கு அடியில் ஒரு n- வகை அடி மூலக்கூறு மற்றும் பி-டோப் செய்யப்பட்ட பகுதிகள் இருப்பதைக் காணலாம்.

முனையங்கள் நிறுவப்பட்டபடி தொடர்கின்றன, ஆனால் தற்போதைய திசைகள் மற்றும் மின்னழுத்த துருவமுனைப்புகள் ஒவ்வொன்றும் தலைகீழாக மாற்றப்படுகின்றன.

வடிகால் பண்புகள் படம் 5.37 சி இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளதைப் போல தோற்றமளிக்கும், வி.ஜி.எஸ்ஸின் தொடர்ச்சியான அதிக எதிர்மறை அளவுகளால் ஏற்படும் மின்னோட்டத்தின் அளவு அதிகரிக்கும்.

படம் 5.35 இன் பரிமாற்ற வளைவின் கண்ணாடி எண்ணமாக (ஐடி அச்சைச் சுற்றி) பரிமாற்ற பண்புகள் இருக்கும், படம் 5.37 பி இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வி.டி.க்கு மேலே வி.ஜி.எஸ்ஸின் மேலும் மேலும் எதிர்மறை மதிப்புகளுடன் ஐடி அதிகரிக்கும். சமன்பாடுகள் (5.11) முதல் (5.14) பி-சேனல் சாதனங்களுக்கும் இதேபோல் பொருத்தமானவை.

மேற்கோள்கள்:




முந்தைய: ஆன்டி ஸ்பை ஆர்எஃப் டிடெக்டர் சர்க்யூட் - வயர்லெஸ் பிழை டிடெக்டர் அடுத்து: பரிமாற்ற பண்புகள்