Принципот на работа на MOSFET главно се заснова на неговите уникатни структурни својства и ефектите на електричното поле. Следното е детално објаснување за тоа како функционираат MOSFET:
I. Основна структура на MOSFET
МОСФЕТ главно се состои од капија (G), извор (S), одвод (D) и подлога (B, понекогаш поврзан со изворот за да формира уред со три терминали). Во МОСФЕТ-овите за подобрување на каналот N, подлогата обично е силиконски материјал со ниска допирана P-тип на кој се изработуваат два високо допирани региони од N-тип за да служат како извор и одвод, соодветно. Површината на подлогата од типот P е покриена со многу тенок оксиден филм (силициум диоксид) како изолационен слој, а електрода е нацртана како капија. Оваа структура ја прави портата изолирана од полупроводничката подлога од типот P, одводот и изворот, и затоа се нарекува и цевка со ефект на поле со изолирана порта.
II. Принцип на работа
MOSFET-овите работат со користење на напонот на изворот на портата (VGS) за контрола на струјата на одводот (ID). Поточно, кога применетиот позитивен напон на изворот на портата, VGS, е поголем од нула, горното позитивно и долниот негативно електрично поле ќе се појават на оксидниот слој под портата. Ова електрично поле привлекува слободни електрони во P-регионот, предизвикувајќи ги да се акумулираат под оксидниот слој, додека ги одбива дупките во P-регионот. Како што се зголемува VGS, јачината на електричното поле се зголемува и концентрацијата на привлечените слободни електрони се зголемува. Кога VGS ќе достигне одреден праг на напон (VT), концентрацијата на слободни електрони собрани во регионот е доволно голема за да се формира нов регион од N-тип (N-канал), кој делува како мост што ги поврзува одводот и изворот. Во овој момент, ако постои одреден погонски напон (VDS) помеѓу одводот и изворот, ID на одводната струја почнува да тече.
III. Формирање и промена на спроводен канал
Формирањето на проводниот канал е клучот за работата на MOSFET. Кога VGS е поголем од VT, проводниот канал е воспоставен и ID на одводната струја е под влијание на VGS и VDS. Важно е да се забележи дека ако спроводниот канал не е воспоставен (т.е. VGS е помал од VT), тогаш дури и ако е присутен VDS, ID на одводната струја не се појавува.
IV. Карактеристики на MOSFET
Висока влезна импеданса:Влезната импеданса на MOSFET е многу висока, блиску до бесконечноста, бидејќи има изолационен слој помеѓу портата и областа извор-одвод и само слаба струја на портата.
Ниска излезна импеданса:МОСФЕТ-овите се уреди контролирани со напон во кои струјата на изворот-одвод може да се менува со влезниот напон, така што нивната излезна импеданса е мала.
Постојан проток:Кога работи во регионот на заситеност, струјата на MOSFET практично не е засегната од промените во напонот на изворот-одвод, обезбедувајќи одлична константна струја.
Добра температурна стабилност:MOSFET-овите имаат широк опсег на работна температура од -55°C до околу +150°C.
V. Примени и класификации
МОСФЕТ-овите се широко користени во дигитални кола, аналогни кола, кола за напојување и други полиња. Според типот на работа, MOSFET може да се класифицираат во типови на подобрување и исцрпување; според видот на спроводниот канал, тие можат да се класифицираат на N-канал и P-канал. Овие различни типови на MOSFET имаат свои предности во различни сценарија за примена.
Накратко, принципот на работа на MOSFET е да го контролира формирањето и промената на проводниот канал преку напонот на изворот на портата, кој пак го контролира протокот на одводната струја. Неговата висока влезна импеданса, ниската излезна импеданса, постојаната струја и стабилноста на температурата ги прават MOSFET-овите важна компонента во електронските кола.
Време на објавување: 25-септември 2024 година
