MOSFET яке аз ҷузъҳои асосии саноати нимноқилҳо мебошад. Дар схемаҳои электронӣ, MOSFET одатан дар схемаҳои пурқувваткунандаи барқ ё схемаҳои интиқоли барқ истифода мешавад ва ба таври васеъ истифода мешавад. Дар зер,ОЛУКЕЙба шумо шарҳи муфассали принсипи кори MOSFET медиҳад ва сохтори дохилии MOSFET-ро таҳлил мекунад.
Чӣ астMOSFET
MOSFET, транзистори нимноқилҳои оксиди металлӣ (MOSFET). Ин транзистори эффекти саҳроӣ мебошад, ки онро дар схемаҳои аналогӣ ва схемаҳои рақамӣ васеъ истифода бурдан мумкин аст. Аз рӯи тафовути қутби "канал"-и худ (интиқолдиҳандаи корӣ), онро ба ду намуд тақсим кардан мумкин аст: "N-type" ва "P-type", ки аксар вақт NMOS ва PMOS номида мешаванд.
Принсипи кори MOSFET
Мувофиқи режими корӣ MOSFET-ро метавон ба намуди такмилдиҳӣ ва намуди камшавӣ тақсим кард. Навъи такмилдиҳӣ ба MOSFET дахл дорад, вақте ки шиддати ғаразнок истифода намешавад ва ҳеҷ гуна ихтилоф вуҷуд надорадканали гузаранда. Навъи тамомшавӣ ба MOSFET дахл дорад, вақте ки шиддати ғаразнок истифода намешавад. Канали интиқолдиҳанда пайдо мешавад.
Дар барномаҳои воқеӣ танҳо навъи такмилдиҳии N-канал ва MOSFET-ҳои такмилдиҳии P-канал мавҷуданд. Азбаски NMOSFETҳо муқовимати хурди давлатӣ доранд ва истеҳсолашон осон аст, NMOS нисбат ба PMOS дар барномаҳои воқеӣ бештар маъмул аст.
Ҳолати такмилдиҳии MOSFET
Дар байни дренажи D ва манбаи S аз режими такмилдиҳии MOSFET ду пайванди PN мавҷуданд. Вақте ки шиддати манбаи дарвоза VGS=0, ҳатто агар VDS шиддати дренаж-манбаъ илова карда шавад ҳам, ҳамеша дар ҳолати баръакс гузариши PN мавҷуд аст ва дар байни дренаж ва манбаъ канали ноқилӣ вуҷуд надорад (ҷараёни ҷараён вуҷуд надорад) ). Аз ин рӯ, резиши ҷорӣ ID = 0 дар айни замон.
Дар айни замон, агар дар байни дарвоза ва манбаъ шиддати пешқадам илова карда шавад. Яъне, VGS>0, пас дар қабати изолятсияи SiO2 байни электроди дарвоза ва субстрати кремний майдони электрикӣ ба вуҷуд меояд, ки дарвоза бо субстрати кремнийи навъи P мувофиқ аст. Азбаски қабати оксид изолятсиякунанда аст, шиддати VGS, ки ба дарвоза дода мешавад, ҷараёнро тавлид карда наметавонад. Дар ҳарду тарафи қабати оксид конденсатор тавлид мешавад ва схемаи эквивалентии VGS ин конденсаторро (конденсатор) заряд медиҳад. Ва майдони электрикиро тавлид кунед, зеро VGS оҳиста баланд мешавад, ки онро шиддати мусбати дарвоза ҷалб мекунад. Миқдори зиёди электронҳо дар тарафи дигари ин конденсатор (конденсатор) ҷамъ шуда, аз дренаж ба манбаъ канали гузаронандаи навъи N-ро ба вуҷуд меоранд. Вақте ки VGS аз шиддати VT-и найча зиёд мешавад (умуман тақрибан 2V), найи канали N танҳо ба кор оғоз мекунад ва ID-и ҷараёни дренажиро тавлид мекунад. Мо шиддати манбаи дарвозаро вақте меномем, ки канал бори аввал ба тавлиди шиддати фаъол оғоз мекунад. Умуман ҳамчун VT ифода карда мешавад.
Назорати андозаи шиддати дарвозаи VGS қувват ё заъфи майдони барқро тағир медиҳад ва таъсири назорати андозаи ID-и ҷараёни дренажро метавон ба даст овард. Ин инчунин як хусусияти муҳими MOSFETs мебошад, ки майдонҳои барқро барои идоракунии ҷараён истифода мебаранд, аз ин рӯ онҳоро транзисторҳои эффекти саҳроӣ низ меноманд.
Сохтори дохилии MOSFET
Дар як субстрати кремнийи навъи P бо консентратсияи пасти наҷосат ду минтақаи N+ бо консентратсияи баланди наҷосат сохта мешавад ва аз алюминийи металлӣ ду электрод барои дренажи d ва манбаи s мутаносибан хидмат мекунанд. Баъд сатхи нимноқилро бо қабати изолятсионии ниҳоят тунуки диоксиди кремний (SiO2) мепӯшонанд ва дар қабати изолятсионии байни дренаж ва сарчашма электроди алюминӣ гузошта, ҳамчун дарвозаи g хизмат мекунад. Як электроди B инчунин дар рӯи субстрат кашида мешавад, ки MOSFET-ро такмил медиҳад. Айнан ҳамин чиз ба ташаккули дохилии MOSFET-ҳои такмилдиҳии P-канал дахл дорад.
Рамзҳои схемаи N-канали MOSFET ва P-канали MOSFET
Дар расми боло рамзи схемаи MOSFET нишон дода шудааст. Дар расм, D дренаж, S сарчашма, G дарвоза ва тирчаи мобайн субстратро ифода мекунад. Агар тир ба дарун ишора кунад, он ба MOSFET-и N-канал ишора мекунад ва агар тир ба берун ишора кунад, он MOSFET-и P-ро нишон медиҳад.
Рамзҳои схемаи MOSFET дугонаи N-канал, MOSFET дугонаи P ва N+P-канал MOSFET
Дар асл, дар ҷараёни истеҳсоли MOSFET, субстрат пеш аз тарк кардани корхона ба манбаъ пайваст карда мешавад. Аз ин рӯ, дар қоидаҳои рамзшиносӣ, рамзи тире, ки субстратро ифода мекунад, барои фарқ кардани дренаж ва манбаъ бояд ба манбаъ пайваст карда шавад. Қутбияти шиддати аз ҷониби MOSFET истифодашаванда ба транзистори анъанавии мо монанд аст. Канали N ба транзистори NPN монанд аст. Дренажи D ба электроди мусбат ва манбаи S ба электроди манфӣ пайваст мешавад. Вақте ки дарвозаи G шиддати мусбат дорад, канали ноқилӣ ба вуҷуд меояд ва канали N-канали MOSFET ба кор шурӯъ мекунад. Ба ҳамин монанд, канали P ба транзистори PNP монанд аст. Дренажи D ба электроди манфї, манбаи S ба электроди мусбї пайваст карда мешавад ва дар ваќте ки дарвозаи G шиддати манфї дорад, канали ноќил ба вуљуд меояд ва канали P-канали MOSFET ба кор медарояд.
Принсипи талафоти гузариш MOSFET
Новобаста аз он ки он NMOS ё PMOS аст, пас аз фурӯзон кардани он муқовимати дохилии интиқол мавҷуд аст, то ки ҷараён энергияро дар ин муқовимати дохилӣ сарф кунад. Ин қисми энергияи истеъмолшуда масрафи интиқол номида мешавад. Интихоби MOSFET бо муқовимати дохилии ноқилӣ ба таври муассир масрафи интиқолро коҳиш медиҳад. Муқовимати дохилии ҳозираи MOSFET-ҳои камқувват одатан тақрибан даҳҳо миллиомро ташкил медиҳад ва инчунин якчанд миллионҳо вуҷуд доранд.
Вақте ки MOS фурӯзон ва қатъ карда мешавад, он набояд дар як лаҳза амалӣ карда шавад. Шиддати хар ду тарафи МОС камшавии самарабахш ва чараёне, ки аз он мегузарад, зиёд мешавад. Дар ин давра, талафоти MOSFET маҳсули шиддат ва ҷараён аст, ки талафоти коммутатсионӣ мебошад. Умуман, талафоти коммутатсионӣ нисбат ба талафоти интиқол хеле калонтар аст ва басомади гузариш ҳар қадар тезтар бошад, талафот ҳамон қадар зиёд мешавад.
Маҳсули шиддат ва ҷараён дар лаҳзаи интиқол хеле калон буда, талафоти хеле калон ба амал меояд. Талафоти гузаришро бо ду роҳ кам кардан мумкин аст. Яке аз он кам кардани вақти гузариш мебошад, ки метавонад талафотро ҳангоми ҳар як фурӯзон кам кунад; дигараш кам кардани басомади гузариш аст, ки метавонад шумораи коммутаторҳоро дар як воҳиди вақт кам кунад.
Дар боло шарҳи муфассали диаграммаи принсипи кори MOSFET ва таҳлили сохтори дохилии MOSFET мебошад. Барои гирифтани маълумоти бештар дар бораи MOSFET, хуш омадед ба OLUKEY муроҷиат кунед, то ба шумо дастгирии техникии MOSFET пешниҳод кунад!
Вақти интишор: Декабр-16-2023
