Полевият транзистор метал-оксид-полупроводник или MOSFET е устройство с контролирано напрежение, което е конструирано с терминали като източник, изтичане, порта и тяло за усилване или превключване на напрежения в рамките на вериги и също така се използва широко в интегрални схеми за цифрови приложения. Те се използват и в аналогови схеми като усилватели и филтри. MOSFETs са предназначени главно за преодоляване на недостатъците на ФАКТИ като високо съпротивление на източване, умерен входен импеданс и бавна работа. MOSFETs са два вида режим на подобрение и режим на изчерпване. Тази статия разглежда един от видовете MOSFET, а именно MOSFET режим на изчерпване – видове, работа с приложения.

Какво е MOSFET в режим на изчерпване?

MOSFET, който обикновено се ВКЛЮЧВА, без да прилага напрежение на портата, когато се свързвате, е известен като MOSFET в режим на изчерпване. В този MOSFET потокът от ток е от дренажния терминал към източника. Този тип MOSFET също е известен като нормален на устройството.

След като се приложи напрежение към клемата на портата на MOSFET, дренажът към канала на източника ще стане по-резистивен. Когато напрежението порта-източник се повиши повече, потокът от ток от дренажа към източника ще намалее, докато потокът от ток от дренажа към източника спре.

Моля, вижте тази връзка, за да научите повече за MOSFET като превключвател

Символ MOSFET за режим на изчерпване

MOSFET символите за режим на изчерпване за p-канал и n-канал са показани по-долу. В тези MOSFET, символите със стрелки представляват типа на MOSFET като P-тип или N-тип. Ако символът на стрелката е в посока навътре, тогава е n-канал, а ако символът на стрелка е навън, тогава е p-канал.

Изчерпване на MOSFET символи

Как работи MOSFET в режим на изчерпване?

Изчерпващият MOSFET е активиран по подразбиране. Тук терминалите източник и източване са свързани физически. За да разберем работата на MOSFET, нека разберем типовете Depletion MOSFET.

Видове MOSFET в режим на изчерпване

The MOSFET структура в режим на изчерпване варира в зависимост от вида. MOSFETs са два вида p-канален режим на изчерпване и n-канален режим на изчерпване. И така, всеки тип структура на MOSFET в режим на изчерпване и нейната работа са обсъдени по-долу.

N-Channel Depletion MOSFET

Структурата на N-Channel Depletion MOSFET е показана по-долу. При този тип MOSFET с изчерпване, източникът и дрейнът са свързани с малка лента от N-тип полупроводник. Субстратът, използван в този MOSFET, е полупроводник от P-тип и електроните са основните носители на заряд в този тип MOSFET. Тук източникът и изтичането са силно легирани.

Конструкцията на MOSFET в режим на изчерпване на N-канала е същата като в сравнение с n-канален MOSFET в режим на подобрение, с изключение на това, че работата му е различна. Пролуката между изходните и източващите клеми се състои от примеси от n-тип.

N MOSFET с изчерпване на канала

Когато прилагаме потенциална разлика между двата терминала като източник и изтичане, токът протича през цялата n-област на субстрата. Когато се приложи отрицателно напрежение към терминала на портата на този MOSFET, носителите на заряд като електрони ще бъдат отблъснати и преместени надолу в n-областта под диелектричния слой. Така че в канала ще настъпи изчерпване на носителя на заряд.

По този начин общата проводимост на канала се намалява. При това състояние, след като същото напрежение се приложи към клемата GATE, токът на изтичане ще бъде намален. След като отрицателното напрежение се увеличи допълнително, то достига до режим на отщипване .

Тук ток на изтичане се контролира чрез промяна на изчерпването на носителите на заряд в канала, така че това се нарича изчерпване MOSFET . Тук дренажната клема е с потенциал +ve, клемата на портата е с потенциал -ve и източникът е с потенциал „0“. По този начин вариацията на напрежението между дренажа и гейта е голяма в сравнение от източника до гейта, така че ширината на слоя на изчерпване е висока за дренаж в сравнение с изходния терминал.

“как работят трифазните двигатели ”

P-Channel Depletion MOSFET

В MOSFET с изчерпване на P канал малка лента от полупроводник от P-тип свързва източника и дренажа. Източникът и изтичането са от P-тип полупроводници, а субстратът е от N-тип полупроводници. Повечето носители на заряд са дупки.

Конструкцията на MOSFET с изчерпване на p канала е точно противоположна на MOSFET с изчерпване на n канала. Този MOSFET включва канал, който е направен между регион на източник и дренаж който е силно легиран с p-тип примеси. И така, в този MOSFET се използва n-тип субстрат и каналът е p-тип, както е показано на диаграмата.

P MOSFET с изчерпване на канала

След като приложим напрежение +ve към терминала на портата на MOSFET, тогава малцинствените носители на заряд като електрони в областта от p-тип ще бъдат привлечени поради електростатично действие и ще образуват фиксирани отрицателни примесни йони. Така че в канала ще се образува област на изчерпване и следователно проводимостта на канала се намалява. По този начин изтичащият ток се контролира чрез прилагане на +ve напрежение към клемата на портата.

За да активирате този тип MOSFET с изчерпване, напрежението на затвора трябва да бъде 0 V и стойността на тока на изтичане е голяма, така че транзисторът да бъде в активната област. И така, още веднъж, за да включите този MOSFET, +ve напрежение се дава на изходния терминал. Така че с достатъчно положително напрежение и без напрежение, приложено към базовия терминал, този MOSFET ще работи максимално и ще има висок ток.

За да деактивирате MOSFET с изчерпване на P-канала, има два начина, по които можете да прекъснете положителното напрежение на отклонението, което захранва изтичането, в противен случай можете да приложите напрежение -ve към клемата на портата. След като към клемата на портата се подаде -ve напрежение, токът ще намалее. Тъй като напрежението на затвора става по-отрицателно, токът намалява до прекъсване, след което MOSFET ще бъде в състояние „ИЗКЛЮЧЕНО“. Така че това спира голям източник да източва ток.

И така, след като се подаде повече -ve напрежение към терминала на портата на този MOSFET, тогава този MOSFET ще провежда по-малко и по-малко ток ще има през терминала източник-дрейн. След като напрежението на гейта достигне определен праг на напрежение, то изключва транзистора. И така, напрежението -ve изключва транзистора.

Характеристики

The дренажни MOSFET характеристики са обсъдени по-долу.

Характеристики на източване на MOSFET с изчерпване на N канал

Характеристиките на дренажа на MOSFET с изчерпване на n канала са показани по-долу. Тези характеристики са начертани между VDS и IDSS. Когато продължим да увеличаваме VDS стойността, тогава ID ще се увеличи. След определено напрежение ID на изтичащия ток ще стане постоянен. Стойността на тока на насищане за Vgs = 0 се нарича IDSS.

Всеки път, когато приложеното напрежение е отрицателно, и тогава това напрежение на терминала на портата ще избута носителите на заряд като електрони към субстрата. И също дупки в този p-тип субстрат ще бъдат привлечени от тези електрони. Така че поради това напрежение, електроните в канала ще бъдат рекомбинирани с дупки. Скоростта на рекомбинацията ще зависи от приложеното отрицателно напрежение.

Дрейн характеристики на N канален MOSFET

След като увеличим това отрицателно напрежение, скоростта на рекомбинация също ще се увеличи, което ще намали не. електрони, налични в този канал, и ще намали ефективно текущия поток.

когато наблюдаваме горните характеристики, се вижда, че когато стойността на VGS стане по-отрицателна, токът на източване ще намалее. При определено напрежение това отрицателно напрежение ще стане нула. Това напрежение е известно като напрежение на изключване.

Този MOSFET също работи за положителното напрежение, така че когато прилагаме положителното напрежение към терминала на портата, тогава електроните ще бъдат привлечени към N-канала. Така че не. на електроните в този канал ще се увеличи. Така че текущият поток в този канал ще се увеличи. Така че за положителната Vgs стойност ID ще бъде дори повече от IDSS.

Трансферни характеристики на MOSFET с изчерпване на N канала

Трансферните характеристики на MOSFET с изчерпване на N канала са показани по-долу, което е подобно на JFET. Тези характеристики определят основната връзка между ID и VGS за фиксираната VDS стойност. За положителните VGS стойности можем да получим и ID стойността.

Така че поради това кривата в характеристиките ще се простира до дясната страна. Всеки път, когато VGS стойността е положителна, не. на електроните в канала ще се увеличи. Когато VGS е положителен, тогава този регион е регионът на подобрение. По подобен начин, когато VGS е отрицателен, тогава този регион е известен като регион на изчерпване.

Изчерпване на MOSFET N канал на трансферни характеристики

Характеристики на предаване на MOSFET с изчерпване на N канала

Основната връзка между ID и Vgs може да бъде изразена чрез ID = IDSS (1-VGS/VP)^2. Като използваме този израз, можем да намерим стойността на ID за Vgs.

Характеристики на източване на MOSFET с изчерпване на P канал

Характеристиките на дренажа на MOSFET с изчерпване на P канала са показани по-долу. Тук VDS напрежението е отрицателно, а Vgs напрежението е положително. След като продължим да увеличаваме Vgs, тогава Id (източен ток) ще намалее. При напрежението на изключване, този Id (ток на изтичане) ще стане нула. След като VGS е отрицателен, тогава стойността на ID ще бъде дори по-висока от IDSS.

Трансферни характеристики на MOSFET с изчерпване на P канал

Характеристиките на предаване на MOSFET с изчерпване на P канала са показани по-долу, което е огледален образ на характеристиките на предаване на MOSFET с изчерпване на n канала. Тук можем да наблюдаваме, че изтичащият ток се увеличава в положителната VGS област от точката на прекъсване до IDSS и след това продължава да се увеличава, когато отрицателната VGS стойност се увеличи.

Характеристики на източване и прехвърляне на MOSFET с изчерпване на P канал

Приложения

Изчерпващите MOSFET приложения включват следното.

Този изтощен MOSFET може да се използва в източник на постоянен ток и вериги на линеен регулатор като a пропуска транзистор .
Те се използват широко в схема за спомагателно захранване при стартиране.
Обикновено тези MOSFET транзистори са включени, когато не е приложено напрежение, което означава, че могат да провеждат ток при нормални условия. По този начин това се използва в цифрови логически схеми като резистор за натоварване.
Те се използват за вериги за обратно движение в рамките на PWM IC.
Те се използват в телекомуникационни комутатори, полупроводникови релета и много други.
Този MOSFET се използва във вериги за измитане на напрежението, вериги за наблюдение на ток, вериги на драйвери на светодиодна матрица и др.

Следователно, това е общ преглед на режим на изчерпване MOSFET – работещ с приложения. Ето един въпрос за вас, какво е MOSFET режим на подобрение?