N-kanal geliştirme modunun çalışma prensibi MOSFET

(1) VGS'nin ID ve kanal üzerindeki kontrol etkisi

① vGS=0 durumu

Geliştirme modunun drenaj d ve kaynak s'si arasında iki sırt sırta PN bağlantısının olduğu görülebilir.MOSFET.

Kapı-kaynak gerilimi vGS=0 olduğunda, boşaltma-kaynak gerilimi vDS eklense bile ve vDS'nin polaritesi ne olursa olsun, ters taraflı durumda her zaman bir PN bağlantısı vardır. Drenaj ve kaynak arasında iletken bir kanal yoktur, bu nedenle şu anda drenaj akımı ID≈0'dır.

② vGS>0 durumu

Eğer vGS>0 ise geçit ile alt tabaka arasındaki SiO2 yalıtım katmanında bir elektrik alanı oluşturulur. Elektrik alanının yönü, yarı iletken yüzey üzerindeki kapıdan alt tabakaya yönlendirilen elektrik alanına diktir. Bu elektrik alanı delikleri iter ve elektronları çeker. İtici delikler: Kapının yakınındaki P-tipi alt tabakadaki delikler itilir ve taşınmaz alıcı iyonların (negatif iyonlar) bir tükenme tabakası oluşturması sağlanır. Elektronları çekin: P tipi substrattaki elektronlar (azınlık taşıyıcıları), substrat yüzeyine çekilir.

(2) İletken kanalın oluşumu:

VGS değeri küçük olduğunda ve elektronları çekme yeteneği güçlü olmadığında, drenaj ile kaynak arasında hala iletken bir kanal yoktur. VGS arttıkça P substratının yüzey katmanına daha fazla elektron çekilir. VGS belirli bir değere ulaştığında, bu elektronlar kapının yakınındaki P substratının yüzeyinde N tipi ince bir tabaka oluşturur ve iki N+ bölgesine bağlanarak drenaj ve kaynak arasında N tipi iletken bir kanal oluşturur. İletkenlik türü P substratınınkine zıttır, bu nedenle buna aynı zamanda ters çevirme katmanı da denir. vGS ne kadar büyük olursa, yarı iletken yüzeye etki eden elektrik alanı o kadar güçlü olur, P substratının yüzeyine o kadar çok elektron çekilir, iletken kanal o kadar kalın olur ve kanal direnci o kadar küçük olur. Kanal oluşmaya başladığında geçit kaynağı voltajına açma voltajı denir ve VT ile temsil edilir.

N-kanalı MOSFETYukarıda tartışılan, vGS < VT olduğunda iletken bir kanal oluşturamaz ve tüp kesik durumdadır. Yalnızca vGS≥VT olduğunda bir kanal oluşturulabilir. Bu türMOSFETvGS≥VT'ye geliştirme modu denildiğinde iletken bir kanal oluşturması gerekirMOSFET. Kanal oluşturulduktan sonra, drenaj ve kaynak arasına ileri voltaj vDS uygulandığında bir drenaj akımı üretilir. VDS'nin ID üzerindeki etkisi, vGS>VT ve belirli bir değer olduğunda, drenaj kaynağı voltajı vDS'nin iletken kanal ve akım ID'si üzerindeki etkisi, bağlantı alanı etkili transistörünkine benzer. Kanal boyunca drenaj akımı ID'si tarafından üretilen voltaj düşüşü, kanaldaki her nokta ile kapı arasındaki voltajların artık eşit olmamasına neden olur. Kaynağa yakın uçtaki voltaj en büyük olup, kanalın en kalın olduğu yerdir. Drenaj ucundaki voltaj en küçüktür ve değeri VGD=vGS-vDS'dir, dolayısıyla kanal burada en incedir. Ancak vDS küçük olduğunda (vDS