Принцип на работа на режимот за подобрување на N-канален MOSFET

(1) Контролниот ефект на vGS на ID и канал

① Случај vGS=0

Може да се види дека има два PN спојки одназад помеѓу одводот d и изворот s на режимот за подобрувањеМОСФЕТ.

Кога напонот на портата-извор vGS=0, дури и ако се додаде напонот на одводниот извор vDS, и без оглед на поларитетот на vDS, секогаш постои PN спој во обратна пристрасна состојба. Нема проводен канал помеѓу одводот и изворот, така што струјата на одводот ID≈0 во овој момент.

② Случајот vGS>0

Ако vGS>0, се создава електрично поле во изолациониот слој SiO2 помеѓу портата и подлогата. Насоката на електричното поле е нормална на електричното поле насочено од портата до подлогата на полупроводничката површина. Ова електрично поле ги одбива дупките и привлекува електрони. Дупки за одбивање: Дупките во подлогата од типот P во близина на портата се отфрлаат, оставајќи ги неподвижните акцепторски јони (негативни јони) да формираат осиромашен слој. Привлекување на електрони: Електроните (малцинските носители) во подлогата од типот P се привлекуваат кон површината на подлогата.

(2) Формирање на проводен канал:

Кога вредноста на vGS е мала и способноста за привлекување електрони не е силна, сè уште нема проводен канал помеѓу одводот и изворот. Како што се зголемува vGS, повеќе електрони се привлекуваат кон површинскиот слој на P подлогата. Кога vGS ќе достигне одредена вредност, овие електрони формираат тенок слој од N-тип на површината на P подлогата во близина на портата и се поврзани со двата N+ региони, формирајќи проводен канал од N-тип помеѓу одводот и изворот. Нејзиниот тип на спроводливост е спротивен на оној на подлогата P, па затоа се нарекува и инверзивен слој. Колку е поголем vGS, толку е посилно електричното поле што делува на полупроводничката површина, толку повеќе електрони се привлекуваат кон површината на P подлогата, толку е подебел проводниот канал и помал отпор на каналот. Напонот на портата-извор кога каналот почнува да се формира се нарекува напон на вклучување, претставен со VT.

НаN-канал МОСФЕТдискутирано погоре не може да формира проводен канал кога vGS < VT, а цевката е во исклучена состојба. Само кога vGS≥VT може да се формира канал. Овој вид наМОСФЕТкој мора да формира проводен канал кога vGS≥VT се нарекува режим на подобрувањеМОСФЕТ. Откако ќе се формира каналот, се генерира одводна струја кога се применува напреден напон vDS помеѓу одводот и изворот. Влијанието на vDS на ID, кога vGS>VT и е одредена вредност, влијанието на напонот на одводниот извор vDS на проводниот канал и тековната ID е слично на она на транзисторот со ефект на спојно поле. Падот на напонот генериран од ID на одводната струја долж каналот прави напоните помеѓу секоја точка во каналот и портата повеќе да не се еднакви. Напонот на крајот блиску до изворот е најголем, каде што каналот е најдебел. Напонот на одводниот крај е најмал, а неговата вредност е VGD=vGS-vDS, така што каналот е најтенок овде. Но, кога vDS е мал (vDS