Die werkbeginsel van MOSFET is hoofsaaklik gebaseer op sy unieke strukturele eienskappe en elektriese veldeffekte. Die volgende is 'n gedetailleerde verduideliking van hoe MOSFET's werk:
I. Basiese struktuur van MOSFET
'n MOSFET bestaan hoofsaaklik uit 'n hek (G), 'n bron (S), 'n drein (D) en 'n substraat (B, soms gekoppel aan die bron om 'n drie-terminale toestel te vorm). In N-kanaalverbeterings-MOSFET's is die substraat gewoonlik 'n laaggedoteerde P-tipe silikonmateriaal waarop twee hoogs gedoteerde N-tipe streke vervaardig word om onderskeidelik as die bron en drein te dien. Die oppervlak van die P-tipe substraat is bedek met 'n baie dun oksiedfilm (silikondioksied) as 'n isolerende laag, en 'n elektrode word as die hek geteken. Hierdie struktuur maak die hek geïsoleer van die P-tipe halfgeleier substraat, die drein en die bron, en word dus ook 'n geïsoleerde-hek veld effek buis genoem.
II. Beginsel van werking
MOSFET's werk deur die hekbronspanning (VGS) te gebruik om die dreinstroom (ID) te beheer. Spesifiek, wanneer die toegepaste positiewe hekbronspanning, VGS, groter as nul is, sal 'n boonste positiewe en onderste negatiewe elektriese veld op die oksiedlaag onder die hek verskyn. Hierdie elektriese veld lok vrye elektrone in die P-streek, wat veroorsaak dat hulle onder die oksiedlaag ophoop, terwyl dit gate in die P-streek afstoot. Soos VGS toeneem, neem die sterkte van die elektriese veld toe en neem die konsentrasie van aangetrekte vrye elektrone toe. Wanneer VGS 'n sekere drempelspanning (VT) bereik, is die konsentrasie vrye elektrone wat in die streek versamel is, groot genoeg om 'n nuwe N-tipe streek (N-kanaal) te vorm, wat optree soos 'n brug wat die drein en bron verbind. Op hierdie stadium, as 'n sekere dryfspanning (VDS) tussen die drein en bron bestaan, begin die dreinstroom-ID vloei.
III. Vorming en verandering van geleidingskanaal
Die vorming van die geleidingskanaal is die sleutel tot die werking van die MOSFET. Wanneer VGS groter as VT is, word die geleidende kanaal gevestig en die afvoerstroom ID word deur beide VGS en VDS beïnvloed.VGS beïnvloed ID deur die breedte en vorm van die geleidende kanaal te beheer, terwyl VDS ID direk as die dryfspanning beïnvloed. is belangrik om daarop te let dat as die geleidingskanaal nie gevestig is nie (dws VGS is minder as VT), dan verskyn die afvoerstroom-ID nie, selfs al is VDS teenwoordig nie.
IV. Kenmerke van MOSFET's
Hoë insetimpedansie:Die insetimpedansie van die MOSFET is baie hoog, naby aan oneindig, want daar is 'n isolerende laag tussen die hek en die bron-dreinstreek en slegs 'n swak hekstroom.
Lae uitsetimpedansie:MOSFET's is spanningbeheerde toestelle waarin die bron-dreinstroom kan verander met die insetspanning, dus hul uitsetimpedansie is klein.
Konstante vloei:Wanneer dit in die versadigingsgebied werk, word die stroom van die MOSFET feitlik onaangeraak deur veranderinge in die bron-dreinspanning, wat uitstekende konstante stroom verskaf.
Goeie temperatuurstabiliteit:Die MOSFET's het 'n wye bedryfstemperatuurreeks van -55°C tot ongeveer +150°C.
V. Toepassings en klassifikasies
MOSFET's word wyd gebruik in digitale stroombane, analoogstroombane, kragstroombane en ander velde. Volgens die tipe operasie kan MOSFET's geklassifiseer word in verbetering en uitputting tipes; volgens die tipe geleidingskanaal kan hulle in N-kanaal en P-kanaal geklassifiseer word. Hierdie verskillende tipes MOSFET's het hul eie voordele in verskillende toepassingscenario's.
Samevattend is die werkbeginsel van MOSFET om die vorming en verandering van die geleidingskanaal deur die hekbronspanning te beheer, wat op sy beurt die vloei van dreinstroom beheer. Sy hoë insetimpedansie, lae uitsetimpedansie, konstante stroom- en temperatuurstabiliteit maak MOSFET's 'n belangrike komponent in elektroniese stroombane.
Postyd: 25-Sep-2024
