MOSFET necə işləyir

MOSFET-in iş prinsipi əsasən onun unikal struktur xüsusiyyətlərinə və elektrik sahəsinin təsirlərinə əsaslanır. Aşağıda MOSFET-lərin necə işlədiyinə dair ətraflı izahat verilmişdir:

I. MOSFET-in əsas strukturu

MOSFET əsasən qapıdan (G), mənbədən (S), drenajdan (D) və substratdan (B, bəzən üç terminallı cihaz yaratmaq üçün mənbəyə qoşulur) ibarətdir. N-kanal gücləndirici MOSFET-lərdə, substrat adətən aşağı qatqılı P-tipli silikon materialdır, onun üzərində müvafiq olaraq mənbə və drenaj kimi xidmət etmək üçün iki yüksək qatqılı N-tipli bölgə hazırlanır. P-tipli substratın səthi izolyasiya təbəqəsi kimi çox nazik oksid filmi (silikon dioksid) ilə örtülür və qapı kimi elektrod çəkilir. Bu quruluş qapını P tipli yarımkeçirici substratdan, drenajdan və mənbədən izolyasiya edir və buna görə də izolyasiya edilmiş qapı sahəsi effekti borusu adlanır.

II. Əməliyyat prinsipi

MOSFET-lər drenaj cərəyanını (ID) idarə etmək üçün qapı mənbəyi gərginliyindən (VGS) istifadə edərək işləyirlər. Xüsusilə, tətbiq olunan müsbət qapı mənbəyi gərginliyi, VGS, sıfırdan böyük olduqda, qapının altındakı oksid təbəqəsində yuxarı müsbət və aşağı mənfi elektrik sahəsi görünəcəkdir. Bu elektrik sahəsi P bölgəsində sərbəst elektronları cəlb edərək, onların oksid təbəqəsinin altında toplanmasına səbəb olur, eyni zamanda P bölgəsindəki dəlikləri dəf edir. VGS artdıqca elektrik sahəsinin gücü artır və cəlb edilən sərbəst elektronların konsentrasiyası artır. VGS müəyyən həddi gərginliyə (VT) çatdıqda, bölgədə toplanan sərbəst elektronların konsentrasiyası drenaj və mənbəni birləşdirən körpü kimi fəaliyyət göstərən yeni N tipli bölgə (N-kanal) yaratmaq üçün kifayət qədər böyükdür. Bu nöqtədə, drenaj və mənbə arasında müəyyən bir hərəkət gərginliyi (VDS) varsa, drenaj cərəyanı identifikatoru axmağa başlayır.

III. Aparıcı kanalın formalaşması və dəyişdirilməsi

Aparıcı kanalın formalaşması MOSFET-in fəaliyyətinin açarıdır. VGS VT-dən böyük olduqda, keçirici kanal qurulur və drenaj cərəyanı identifikatoru həm VGS, həm də VDS tərəfindən təsirlənir. VGS keçirici kanalın eni və formasına nəzarət edərək İD-yə təsir edir, VDS isə birbaşa sürücülük gərginliyi kimi ID-yə təsir göstərir. qeyd etmək vacibdir ki, əgər keçirici kanal qurulmayıbsa (yəni VGS VT-dən azdır), onda VDS mövcud olsa belə, drenaj cərəyanı identifikatoru görünmür.

IV. MOSFET-lərin xüsusiyyətləri

Yüksək giriş empedansı:MOSFET-in giriş empedansı çox yüksəkdir, sonsuzluğa yaxındır, çünki darvaza ilə mənbə-dren bölgəsi arasında izolyasiya təbəqəsi və yalnız zəif qapı cərəyanı var.

Aşağı çıxış empedansı:MOSFET-lər gərginliklə idarə olunan cihazlardır, burada mənbə-drenaj cərəyanı giriş gərginliyi ilə dəyişə bilər, buna görə də onların çıxış empedansı kiçikdir.

Daimi axın:Doyma bölgəsində işləyərkən, MOSFET cərəyanı əla sabit cərəyan təmin edən mənbə-drenaj gərginliyindəki dəyişikliklərdən praktiki olaraq təsirlənmir.

Yaxşı temperatur sabitliyi:MOSFET-lər -55°C-dən təxminən +150°C-ə qədər geniş iş temperaturu diapazonuna malikdir.

V. Tətbiqlər və təsnifatlar

MOSFET-lər rəqəmsal sxemlərdə, analoq sxemlərdə, güc sxemlərində və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Əməliyyat növünə görə, MOSFET-lər gücləndirmə və tükənmə növlərinə təsnif edilə bilər; keçirici kanalın növünə görə onları N-kanal və P-kanal kimi təsnif etmək olar. Bu müxtəlif MOSFET növləri müxtəlif tətbiq ssenarilərində öz üstünlüklərinə malikdir.

Xülasə, MOSFET-in iş prinsipi, öz növbəsində, drenaj cərəyanının axınına nəzarət edən qapı mənbəyi gərginliyi vasitəsilə keçirici kanalın formalaşmasına və dəyişməsinə nəzarət etməkdir. Yüksək giriş empedansı, aşağı çıxış empedansı, sabit cərəyan və temperatur sabitliyi MOSFET-ləri elektron sxemlərdə vacib komponentə çevirir.