Kas yra išeikvojimo režimas MOSFET: veikimas ir jo programos

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Metalo oksido-puslaidininkio lauko tranzistorius arba MOSFET yra įtampa valdomas įrenginys, sukonstruotas su gnybtais, tokiais kaip šaltinis, nutekėjimas, vartai ir korpusas, kad būtų galima sustiprinti arba perjungti įtampą grandinėse, taip pat plačiai naudojamas skaitmeninių programų IC. Jie taip pat naudojami analoginėse grandinėse, tokiose kaip stiprintuvai ir filtrai. MOSFET daugiausia yra skirti pašalinti trūkumus FAKTAI kaip didelis atsparumas nutekėjimui, vidutinė įvesties varža ir lėtas veikimas. MOSFET yra dviejų tipų patobulinimo režimas ir išeikvojimo režimas. Šiame straipsnyje aptariamas vienas iš MOSFET tipų išeikvojimo režimas MOSFET – tipai, darbas su programomis.


Kas yra išeikvojimo režimo MOSFET?

MOSFET, kuris paprastai įsijungia nenaudojant jokios vartų įtampos, kai prisijungiate, yra žinomas kaip išeikvojimo režimo MOSFET. Šiame MOSFET srovės srautas yra nuo išleidimo gnybto iki šaltinio. Šio tipo MOSFET taip pat žinomas kaip įprastai įrenginyje.



Įjungus įtampą MOSFET vartų gnybte, šaltinio kanalo nutekėjimas taps atsparesnis. Kai vartų šaltinio įtampa labiau padidėja, srovės srautas iš kanalizacijos į šaltinį sumažės, kol srovės srautas iš kanalizacijos į šaltinį sustos.

Norėdami sužinoti daugiau apie tai, žr. šią nuorodą MOSFET kaip jungiklis



Išeikvojimo režimo MOSFET simbolis

P-kanalo ir n-kanalo išeikvojimo režimo MOSFET simboliai parodyti žemiau. Šiuose MOSFET rodyklių simboliai žymi MOSFET tipą, pvz., P arba N tipo. Jei rodyklės simbolis nukreiptas į vidų, tai yra n kanalas, o jei rodyklės simbolis yra išorėje, tada jis yra p kanalas.

  Išeikvojimas MOSFET simboliai
Išeikvojimas MOSFET simboliai

Kaip veikia išeikvojimo režimas MOSFET?

Pagal numatytuosius nustatymus išeikvotas MOSFET. Čia šaltinio ir išleidimo gnybtai yra prijungti fiziškai. Norėdami suprasti MOSFET veikimą, leiskite suprasti MOSFET išeikvojimo tipus.

MOSFET išeikvojimo režimo tipai

The Išeikvojimo režimo MOSFET struktūra skiriasi priklausomai nuo tipo. MOSFET yra dviejų tipų p kanalo išeikvojimo režimas ir n kanalo išeikvojimo režimas. Taigi, toliau aptariamas kiekvienas išeikvojimo režimo MOSFET struktūros tipas ir jos veikimas.

N kanalo išeikvojimas MOSFET

N-Channel Depletion MOSFET struktūra parodyta žemiau. Šio tipo išsekimo MOSFET atveju šaltinis ir nutekėjimas yra sujungti maža N tipo puslaidininkio juostele. Šiame MOSFET naudojamas substratas yra P tipo puslaidininkis, o elektronai yra dauguma šio tipo MOSFET krūvininkų. Čia šaltinis ir nutekėjimas yra labai legiruoti.

N kanalo išeikvojimo režimo MOSFET konstrukcija yra tokia pati, kaip ir patobulinimo režimo n kanalo MOSFET, išskyrus tai, kad jos veikimas yra skirtingas. Tarpą tarp šaltinio ir nutekėjimo gnybtų sudaro n tipo priemaišos.

  N kanalo išeikvojimas MOSFET
N kanalo išeikvojimas MOSFET

Kai taikome potencialų skirtumą tarp abiejų gnybtų, tokių kaip šaltinis ir nutekėjimas, srovė teka visame pagrindo n regione. Kai šio MOSFET užtvaro gnybte taikoma neigiama įtampa, krūvininkai, tokie kaip elektronai, bus atstumti ir nuslinkti žemyn n regione po dielektriniu sluoksniu. Taigi įkrovos nešiklis išeikvotas kanale.

Taigi bendras kanalo laidumas sumažėja. Esant tokioms sąlygoms, kai GATE gnybte bus įjungta tokia pati įtampa, nutekėjimo srovė bus sumažinta. Kai neigiama įtampa dar padidėja, ji pasiekia nuspaudimo režimas .

Čia nutekėjimo srovė yra valdomas keičiant krūvininkų išeikvojimą kanale, todėl tai vadinama MOSFET išeikvojimas . Čia išleidimo gnybtas yra + ve potenciale, vartų gnybtas yra -ve, o šaltinis yra '0' potenciale. Taigi, įtampos svyravimai tarp nutekėjimo į vartus yra dideli, palyginti su šaltiniu iki vartų, todėl išeikvojimo sluoksnio plotis yra didelis, kad nutekėtų, palyginti su šaltinio gnybtu.

P kanalo išeikvojimo MOSFET

P kanalo išeikvojimo MOSFET maža P tipo puslaidininkio juostelė jungia šaltinį ir nutekėjimą. Šaltinis ir nutekėjimas yra iš P tipo puslaidininkio, o substratas yra iš N tipo puslaidininkio. Dauguma krūvininkų yra skylės.

P kanalo išeikvojimo MOSFET konstrukcija yra visiškai priešinga n kanalo išeikvojimo režimo MOSFET. Šiame MOSFET yra kanalas, sudarytas tarp šaltinio ir kanalizacijos regionas kuris yra stipriai legiruotas p tipo priemaišos. Taigi šiame MOSFET naudojamas n tipo substratas, o kanalas yra p tipo, kaip parodyta diagramoje.

  P kanalo išeikvojimas MOSFET
P kanalo išeikvojimas MOSFET

Kai MOSFET vartų gnybte pritaikysime +ve įtampą, mažumos krūvininkai, tokie kaip elektronai p tipo srityje, bus pritraukti dėl elektrostatinio poveikio ir sudarys fiksuotus neigiamus priemaišų jonus. Taigi kanale susidarys išeikvojimo sritis, todėl kanalo laidumas sumažės. Tokiu būdu nutekėjimo srovė valdoma pritaikant +ve įtampą vartų gnybte.

Kai MOSFET vartų gnybte pritaikysime +ve įtampą, mažumos krūvininkai, tokie kaip elektronai p tipo srityje, bus pritraukti dėl elektrostatinio poveikio ir sudarys fiksuotus neigiamus priemaišų jonus. Taigi kanale susidarys išeikvojimo sritis, todėl kanalo laidumas sumažės. Tokiu būdu nutekėjimo srovė valdoma pritaikant +ve įtampą vartų gnybte.

Norint suaktyvinti tokio tipo išeikvojimo tipo MOSFET, vartų įtampa turi būti 0 V, o išleidimo srovės vertė yra didelė, kad tranzistorius būtų aktyvioje srityje. Taigi, dar kartą norint įjungti šį MOSFET, šaltinio gnybte pateikiama +ve įtampa. Taigi esant pakankamai teigiamai įtampai ir nenaudojant įtampos pagrindiniame gnybte, šis MOSFET veiks maksimaliai ir turės didelę srovę.

Norėdami išjungti P kanalo išeikvojimo MOSFET, yra du būdai, kuriais galite atjungti teigiamą poslinkio įtampą, kuri maitina nutekėjimą, priešingu atveju vartų gnybtui galite pritaikyti neigiamą įtampą. Kai į vartų gnybtą tiekiama neigiama įtampa, srovė bus sumažinta. Kai vartų įtampa tampa neigiama, srovė mažėja iki išjungimo, tada MOSFET bus išjungta. Taigi, tai sustabdo didelį šaltinį, kad nutekėtų srovė.

Taigi, kai į šio MOSFET vartų gnybtą bus tiekiama dar neigiama įtampa, tada šis MOSFET ims mažiau ir šaltinio nutekėjimo gnybte bus mažiau srovės. Kai vartų įtampa pasiekia tam tikrą neigiamos įtampos slenkstį, tranzistorius išjungiamas. Taigi, -ve įtampa išjungia tranzistorių.

Charakteristikos

The nutekėjimo MOSFET charakteristikos aptariami toliau.

N kanalo išeikvojimo MOSFET nutekėjimo charakteristikos

Žemiau parodytos n kanalo išeikvojimo MOSFET nutekėjimo charakteristikos. Šios charakteristikos pavaizduotos tarp VDS ir IDSS. Kai toliau didinsime VDS reikšmę, ID padidės. Po tam tikros įtampos nutekėjimo srovės ID taps pastovus. Soties srovės vertė Vgs = 0 vadinama IDSS.

Kai taikoma įtampa yra neigiama, tada ši įtampa prie vartų gnybto stumia krūvininkus kaip elektronus į pagrindą. Be to, skylės šiame p tipo substrate bus pritrauktos šių elektronų. Taigi dėl šios įtampos elektronai kanale bus sujungti su skylėmis. Rekombinacijos greitis priklausys nuo taikomos neigiamos įtampos.

  N kanalo MOSFET nutekėjimo charakteristikos
N kanalo MOSFET nutekėjimo charakteristikos

Kai padidinsime šią neigiamą įtampą, rekombinacijos greitis taip pat padidės, todėl sumažės Nr. elektronų, esančių šiame kanale, ir veiksmingai sumažins srovės srautą.

Kai stebime aukščiau pateiktas charakteristikas, matome, kad kai VGS reikšmė taps neigiama, tada nutekėjimo srovė sumažės. Esant tam tikrai įtampai, ši neigiama įtampa taps lygi nuliui. Ši įtampa yra žinoma kaip suspaudimo įtampa.

Šis MOSFET taip pat veikia teigiamai įtampai, taigi, kai įjungsime teigiamą įtampą prie vartų gnybto, elektronai bus pritraukti prie N kanalo. Taigi Nr. elektronų skaičius šiame kanale padidės. Taigi srovės srautas šiame kanale padidės. Taigi teigiamos Vgs vertės ID bus dar didesnis nei IDSS.

N kanalo išeikvojimo MOSFET perdavimo charakteristikos

Žemiau parodytos N kanalo išeikvojimo MOSFET perdavimo charakteristikos, kurios yra panašios į JFET. Šios charakteristikos apibrėžia pagrindinį ryšį tarp ID ir VGS fiksuotai VDS vertei. Teigiamų VGS verčių atveju taip pat galime gauti ID vertę.

Taigi dėl to charakteristikų kreivė tęsis į dešinę. Kai VGS vertė yra teigiama, Nr. elektronų kiekis kanale padidės. Kai VGS yra teigiamas, šis regionas yra stiprinimo sritis. Panašiai, kai VGS yra neigiamas, šis regionas vadinamas išeikvojimu.

  Išeikvojimas MOSFET N kanalo perdavimo charakteristikos
N kanalo išeikvojimas MOSFET  Perdavimo charakteristikos

Pagrindinis ryšys tarp ID ir Vgs gali būti išreikštas ID = IDSS (1-VGS/VP)^2. Naudodami šią išraišką galime rasti Vgs ID reikšmę.

P kanalo išeikvojimo MOSFET nutekėjimo charakteristikos

P kanalo išeikvojimo MOSFET nutekėjimo charakteristikos parodytos žemiau. Čia VDS įtampa yra neigiama, o Vgs - teigiama. Kai toliau didinsime Vgs, tada Id (drenažo srovė) sumažės. Esant suspaudimo įtampai, šis Id (išleidimo srovė) taps nuliui. Kai VGS bus neigiamas, ID reikšmė bus dar didesnė nei IDSS.

P kanalo išeikvojimo MOSFET perdavimo charakteristikos

P kanalo išeikvojimo MOSFET perdavimo charakteristikos parodytos žemiau, o tai yra veidrodinis n kanalo išeikvojimo MOSFET perdavimo charakteristikų vaizdas. Čia galime pastebėti, kad nutekėjimo srovė didėja teigiamoje VGS srityje nuo ribinio taško iki IDSS, o tada ji toliau didėja, kai didėja neigiama VGS vertė.

  P kanalo išeikvojimo MOSFET nutekėjimo ir perdavimo charakteristikos
P kanalo išeikvojimo MOSFET nutekėjimo ir perdavimo charakteristikos

Programos

Išeikvojimo MOSFET programos apima šias programas.

  • Šis išeikvotas MOSFET gali būti naudojamas nuolatinės srovės šaltinio ir linijinio reguliatoriaus grandinėse kaip a praeiti tranzistorius .
  • Jie plačiai naudojami paleidimo pagalbinėje maitinimo grandinėje.
  • Paprastai šie MOSFET įjungiami, kai nėra įtampa, o tai reiškia, kad jie gali leisti srovę įprastomis sąlygomis. Taigi jis naudojamas skaitmeninėse logikos grandinėse kaip apkrovos rezistorius.
  • Jie naudojami „flyback“ grandinėms PWM IC.
  • Jie naudojami telekomunikacijų jungikliuose, kietojo kūno relėse ir daugelyje kitų.
  • Šis MOSFET naudojamas įtampos šlavimo grandinėse, srovės monitoriaus grandinėse, LED masyvo tvarkyklės grandinėse ir kt.

Taigi, tai yra išeikvojimo režimo apžvalga MOSFET – veikiantis su programomis. Štai jums klausimas, kas yra patobulinimo režimas MOSFET?