Jinsi MOSFETs hufanya kazi

Kanuni ya kazi ya MOSFET inategemea hasa mali yake ya kipekee ya kimuundo na madhara ya shamba la umeme. Yafuatayo ni maelezo ya kina ya jinsi MOSFETs hufanya kazi:

I. Muundo wa msingi wa MOSFET

MOSFET huwa na lango (G), chanzo (S), bomba la maji (D), na sehemu ndogo (B, wakati mwingine huunganishwa kwenye chanzo ili kuunda kifaa cha vituo vitatu). Katika MOSFET za uboreshaji chaneli ya N, sehemu ndogo kwa kawaida ni nyenzo ya silikoni ya aina ya P ya kiwango cha chini ambapo sehemu mbili zenye dope nyingi za N hutengenezwa ili kutumika kama chanzo na unyevu, mtawalia. Uso wa substrate ya aina ya P umefunikwa na filamu nyembamba sana ya oksidi (silicon dioxide) kama safu ya kuhami joto, na electrode hutolewa kama lango. Muundo huu hufanya lango kuwa maboksi kutoka kwa substrate ya semiconductor ya aina ya P, bomba na chanzo, na kwa hiyo pia huitwa bomba la athari la shamba la maboksi.

II. Kanuni ya uendeshaji

MOSFETs hufanya kazi kwa kutumia voltage ya chanzo cha lango (VGS) ili kudhibiti mkondo wa maji (Kitambulisho). Hasa, wakati voltage ya chanzo cha lango iliyotumiwa, VGS, ni kubwa kuliko sifuri, uwanja wa juu wa chanya na hasi wa chini utaonekana kwenye safu ya oksidi chini ya lango. Sehemu hii ya umeme huvutia elektroni za bure katika eneo la P, na kuzifanya kujilimbikiza chini ya safu ya oksidi, huku ikitoa mashimo katika eneo la P. VGS inavyoongezeka, nguvu ya uwanja wa umeme huongezeka na mkusanyiko wa elektroni za bure zinazovutia huongezeka. VGS inapofikia volti fulani ya kizingiti (VT), mkusanyiko wa elektroni zisizolipishwa zilizokusanywa katika eneo hilo ni kubwa vya kutosha kuunda eneo jipya la aina ya N (N-channel), ambayo hufanya kama daraja linalounganisha mkondo na chanzo. Katika hatua hii, ikiwa voltage fulani ya kuendesha gari (VDS) iko kati ya kukimbia na chanzo, kitambulisho cha sasa cha kukimbia kinaanza kutiririka.

III. Uundaji na mabadiliko ya kituo cha kuendesha

Uundaji wa kituo cha kufanya ni ufunguo wa uendeshaji wa MOSFET. Wakati VGS ni kubwa kuliko VT, chaneli ya kuendeshea huanzishwa na kitambulisho cha sasa cha kukimbia huathiriwa na VGS na VDS.VGS huathiri kitambulisho kwa kudhibiti upana na umbo la chaneli ya kuendeshea, huku VDS ikiathiri kitambulisho moja kwa moja kama voltage ya kuendesha gari. ni muhimu kutambua kwamba ikiwa njia ya uendeshaji haijaanzishwa (yaani, VGS ni chini ya VT), basi hata ikiwa VDS iko, kitambulisho cha sasa cha kukimbia haionekani.

IV. Tabia za MOSFETs

Uzuiaji wa juu wa uingizaji:Impedans ya pembejeo ya MOSFET ni ya juu sana, karibu na infinity, kwa sababu kuna safu ya kuhami kati ya lango na eneo la chanzo-chanzo na tu lango dhaifu la sasa.

Uzuiaji wa pato la chini:MOSFETs ni vifaa vinavyodhibitiwa na voltage ambayo sasa ya chanzo inaweza kubadilika na voltage ya pembejeo, hivyo impedance yao ya pato ni ndogo.

Mtiririko wa mara kwa mara:Wakati wa kufanya kazi katika eneo la kueneza, sasa ya MOSFET haipatikani na mabadiliko katika voltage ya chanzo-chanzo, kutoa sasa bora ya mara kwa mara.

Utulivu mzuri wa joto:MOSFETs zina anuwai ya joto la kufanya kazi kutoka -55 ° C hadi karibu +150 ° C.

V. Maombi na uainishaji

MOSFETs hutumiwa sana katika nyaya za digital, nyaya za analog, nyaya za nguvu na nyanja nyingine. Kulingana na aina ya operesheni, MOSFETs zinaweza kuainishwa katika aina za uboreshaji na kupungua; kulingana na aina ya chaneli inayoendesha, zinaweza kuainishwa katika N-chaneli na P-chaneli. Aina hizi tofauti za MOSFET zina faida zao wenyewe katika hali tofauti za matumizi.

Kwa muhtasari, kanuni ya kazi ya MOSFET ni kudhibiti uundaji na mabadiliko ya njia ya uendeshaji kupitia voltage ya chanzo cha lango, ambayo inadhibiti mtiririko wa sasa wa kukimbia. Impedans yake ya juu ya pembejeo, impedance ya pato la chini, utulivu wa mara kwa mara wa sasa na joto hufanya MOSFET kuwa sehemu muhimu katika nyaya za elektroniki.