MOSFET ýarymgeçiriji pudagynyň iň esasy böleklerinden biridir. Elektron zynjyrlarda MOSFET köplenç güýçlendiriji zynjyrlarda ýa-da elektrik üpjünçilik kommutatorlarynda ulanylýar we giňden ulanylýar. Aşakda,OLUKEYsize MOSFET-iň iş prinsipi barada jikme-jik düşündiriş berer we MOSFET-iň içki gurluşyny seljerer.
NämeMOSFET
MOSFET, metal oksidi ýarymgeçiriji faýl effekt tranzistory (MOSFET). Analog zynjyrlarda we sanly zynjyrlarda giňden ulanyp boljak meýdan effekti tranzistory. "Kanalynyň" (işleýän daşaýjy) polýarlyk tapawudyna görä, ony iki görnüşe bölmek bolar: köplenç NMOS we PMOS diýlip atlandyrylýan "N görnüşli" we "P görnüşli".
MOSFET iş prinsipi
MOSFET-i iş tertibine görä gowulandyryş görnüşine we tükenmek görnüşine bölmek mümkin. Güýçlendirmek görnüşi, ikitaraplaýyn naprýa .eniýe ulanylmadyk we konus ýok bolanda MOSFET-e degişlidirçekiji kanal. Tükenme görnüşi, ikitaraplaýyn naprýa .eniýe ulanylmadyk ýagdaýynda MOSFET-e degişlidir. Geçiriji kanal peýda bolar.
Hakyky amaly programmalarda diňe N-kanal gowulandyryş görnüşi we P-kanal gowulandyryş görnüşi MOSFET bar. NMOSFET-leriň içerki garşylygy az we öndürmek aňsat bolansoň, NMOS hakyky programmalarda PMOS-dan has ýygydyr.
Ösüş tertibi MOSFET
Drena D bilen MOSFET güýçlendiriş tertibiniň S çeşmesiniň arasynda iki sany arka PN birikmesi bar. Derweze çeşmesiniň naprýa .eniýesi VGS = 0, drena source çeşmesi naprýa Veniýesi VDS goşulsa-da, hemişe ters tarapda PN birikmesi bolýar we zeýkeş bilen çeşmäniň arasynda geçiriji kanal ýok (tok akymy ýok) ). Şonuň üçin bu wagt zeýkeşiň häzirki ID = 0.
Bu wagt derwezäniň we çeşmäniň arasynda öňe naprýa .eniýe goşulsa. Vagny, VGS> 0, soň derwezäniň elektrody bilen kremniniň aşaky gatlagynyň arasyndaky SiO2 izolýasiýa gatlagynda P görnüşli kremniy substrat bilen gabat gelýän elektrik meýdany dörediler. Oksid gatlagy izolýasiýa edýändigi sebäpli derwezä ulanylýan naprýa .eniýe VGS tok öndürip bilmez. Oksid gatlagynyň iki gapdalynda bir kondensator öndürilýär we VGS ekwiwalent zynjyry bu kondensatory (kondensator) zarýad alýar. Derwezäniň polo positiveitel naprýa .eniýesi bilen VGS ýuwaş-ýuwaşdan ýokary göterilende elektrik meýdany dörediň. Bu kondensatoryň (kondensatoryň) beýleki tarapynda köp sanly elektron ýygnanýar we zeýkeşden çeşmä çenli N görnüşli geçiriji kanal döredýär. VGS turbanyň açylýan naprýa .eniýesinden (köplenç 2V töweregi) geçende, N-kanal turbasy diňe drena current tok ID-ni döredip başlaýar. Kanal ilkinji gezek açyk naprýa .eniýe öndürip başlanda derwezäniň çeşmesiniň naprýa .eniýesi diýýäris. Adatça WT hökmünde aňladylýar.
Derwezäniň naprýa .eniýesiniň ululygyna gözegçilik etmek VGS elektrik meýdanynyň güýjüni ýa-da gowşaklygyny üýtgedýär we zeýkeş tok ID-siniň ululygyna gözegçilik etmek täsirine ýetip bolýar. Bu, şeýle hem toky dolandyrmak üçin elektrik meýdanlaryny ulanýan MOSFET-leriň möhüm aýratynlygy, şonuň üçin olara meýdan effekt tranzistorlary hem diýilýär.
MOSFET içerki gurluşy
Pes hapa konsentrasiýasy bolan P görnüşli kremniý substratda, ýokary hapa konsentrasiýasy bolan iki N + sebit ýasalýar we degişlilikde drena d d we çeşme çeşmesi bolup hyzmat etmek üçin metal alýuminiýden iki elektrod çekilýär. Soňra ýarymgeçirijiniň üstü gaty inçe kremniniň dioksidi (SiO2) izolýasiýa gatlagy bilen örtülendir we d derwezesi hökmünde hyzmat etmek üçin zeýkeş bilen çeşmäniň arasyndaky izolýasiýa gatlagyna alýumin elektrod oturdylýar. Substratda B elektrod hem çekilip, N-kanal gowulandyryş tertibi MOSFET emele gelýär. P-kanaly güýçlendirmek görnüşli MOSFET-leriň içki emele gelşinde-de edil şonuň ýaly.
N-kanal MOSFET we P-kanal MOSFET zynjyr nyşanlary
Aboveokardaky suratda MOSFET-iň zynjyr nyşany görkezilýär. Suratda D drena ,, S çeşme, G derwezedir we ortadaky ok substraty aňladýar. Ok içerde görkezýän bolsa, N-kanal MOSFET-i görkezýär, ok daşa görkezýän bolsa, P-kanal MOSFET-i görkezýär.
Iki N-kanal MOSFET, goşa P-kanal MOSFET we N + P-kanal MOSFET zynjyr nyşanlary
Aslynda, MOSFET önümçilik döwründe substrat zawoddan çykmazdan ozal çeşmä birikdirilýär. Şonuň üçin simbologiýa düzgünlerinde substraty görkezýän ok nyşany hem zeýkeş bilen çeşmäni tapawutlandyrmak üçin çeşmä birikdirilmelidir. MOSFET tarapyndan ulanylýan naprýa .eniýeniň polýarlygy adaty tranzistorymyza meňzeýär. N-kanal NPN tranzistoryna meňzeýär. D zeýkeş polo positiveitel elektroda we S çeşmesi otrisatel elektroda birikdirildi. G derwezesinde polo positiveitel naprýa .eniýe bar bolsa, geçiriji kanal emele gelýär we N-kanal MOSFET işläp başlaýar. Edil şonuň ýaly, P-kanal PNP tranzistoryna meňzeýär. D zeýkeş otrisatel elektroda, S çeşmesi polo positiveitel elektroda birikdirilýär we G derwezesinde otrisatel naprýa .eniýe bar bolsa, geçiriji kanal emele gelýär we P-kanal MOSFET işläp başlaýar.
MOSFET kommutasiýa ýitgisi ýörelgesi
NMOS bolsun ýa-da PMOS bolsun, tok bu içerki garşylykda energiýa sarp eder ýaly, açylandan soň emele gelen geçiriji içerki garşylyk bar. Sarp edilýän energiýanyň bu bölegine geçiriji sarp diýilýär. Kiçijik geçiriji içerki garşylykly MOSFET saýlamak, geçirijiniň sarp edilişini netijeli azaldar. Pes güýçli MOSFET-leriň häzirki içerki garşylygy, adatça, onlarça milliohm töweregi, şeýle hem birnäçe milliohm bar.
MOS açylanda we ýatyrylanda, dessine amala aşyrylmaly däldir. MOS-nyň iki gapdalyndaky naprýa .eniýe täsirli peseler we üstünden akýan tok artar. Bu döwürde MOSFET-iň ýitmegi, woltyň we tokyň önümidir, bu bolsa kommutasiýa ýitgisi. Umuman aýdanyňda, kommutasiýa ýitgileri geçiriji ýitgilerden has uly we kommutasiýa ýygylygy näçe çalt bolsa, ýitgiler şonça-da köp.
Geçirijilik pursatynda naprýa .eniýeniň we tokyň önümi gaty uly, netijede gaty uly ýitgiler bolýar. Lossesitgileri çalyşmak iki ýol bilen azaldylyp bilner. Bularyň biri, her açylanda ýitgini netijeli azaldyp bilýän kommutasiýa wagtyny azaltmak; beýlekisi, bir wagtyň dowamynda wyklýuçatelleriň sanyny azaldyp bilýän kommutasiýa ýygylygyny azaltmak.
Aboveokardakylar, MOSFET-iň iş ýörelgesiniň jikme-jik düşündirilişi we MOSFET-iň içki gurluşynyň derňewi. MOSFET hakda has giňişleýin öwrenmek üçin size MOSFET tehniki goldawy bermek üçin OLUKEY bilen maslahatlaşmagyňyzy haýyş edýäris!
Iş wagty: 16-2023-nji dekabry
