MOSFET yw un o'r cydrannau mwyaf sylfaenol yn y diwydiant lled-ddargludyddion.Mewn cylchedau electronig, defnyddir MOSFET yn gyffredinol mewn cylchedau mwyhadur pŵer neu newid cylchedau cyflenwad pŵer ac fe'i defnyddir yn eang.Isod,OLUKEYyn rhoi esboniad manwl i chi o egwyddor weithredol MOSFET ac yn dadansoddi strwythur mewnol MOSFET.
Beth ywMOSFET
MOSFET, Transistor Effaith Ffeiliedig Lled-ddargludydd Metel Ocsid (MOSFET).Mae'n transistor effaith maes y gellir ei ddefnyddio'n helaeth mewn cylchedau analog a chylchedau digidol.Yn ôl gwahaniaeth polaredd ei "sianel" (cludwr gweithio), gellir ei rannu'n ddau fath: "Math-N" a "math-P", a elwir yn aml yn NMOS a PMOS.
Egwyddor gweithio MOSFET
Gellir rhannu MOSFET yn fath o welliant a math disbyddu yn ôl y modd gweithio.Mae'r math o welliant yn cyfeirio at y MOSFET pan nad oes foltedd rhagfarn yn cael ei gymhwyso ac nid oes unrhyw consianel dwythellol.Mae'r math disbyddiad yn cyfeirio at y MOSFET pan nad oes foltedd rhagfarn yn cael ei gymhwyso.Bydd sianel dargludol yn ymddangos.
Mewn cymwysiadau gwirioneddol, dim ond math gwella sianel-N a MOSFETs math gwella sianel-P sydd.Gan fod gan NMOSFETs wrthwynebiad ar-wladwriaeth fach a'u bod yn hawdd eu cynhyrchu, mae NMOS yn fwy cyffredin na PMOS mewn cymwysiadau gwirioneddol.
Modd gwella MOSFET
Mae dwy gyffordd PN gefn wrth gefn rhwng y draen D a ffynhonnell S y modd gwella MOSFET.Pan fo foltedd porth-ffynhonnell VGS=0, hyd yn oed os ychwanegir y foltedd ffynhonnell-draen VDS, mae cyffordd PN bob amser mewn cyflwr tueddiad gwrthdro, ac nid oes sianel ddargludol rhwng y draen a'r ffynhonnell (dim llifau cerrynt ).Felly, y cerrynt draen ID=0 ar hyn o bryd.
Ar yr adeg hon, os ychwanegir foltedd ymlaen rhwng y giât a'r ffynhonnell.Hynny yw, VGS> 0, yna bydd maes trydan gyda'r giât wedi'i alinio â'r swbstrad silicon math P yn cael ei gynhyrchu yn yr haen inswleiddio SiO2 rhwng yr electrod giât a'r swbstrad silicon.Oherwydd bod yr haen ocsid yn inswleiddio, ni all y foltedd VGS a gymhwysir i'r giât gynhyrchu cerrynt.Mae cynhwysydd yn cael ei gynhyrchu ar ddwy ochr yr haen ocsid, ac mae'r gylched gyfatebol VGS yn gwefru'r cynhwysydd hwn (cynhwysydd).A chynhyrchu maes trydan, wrth i VGS godi'n araf, wedi'i ddenu gan foltedd positif y giât.Mae nifer fawr o electronau yn cronni ar ochr arall y cynhwysydd hwn (cynhwysydd) ac yn creu sianel ddargludol math N o'r draen i'r ffynhonnell.Pan fydd VGS yn fwy na foltedd troi ymlaen VT y tiwb (tua 2V yn gyffredinol), mae'r tiwb sianel N yn dechrau dargludo, gan gynhyrchu ID cerrynt draen.Rydym yn galw'r foltedd porth-ffynhonnell pan fydd y sianel yn dechrau cynhyrchu'r foltedd troi ymlaen gyntaf.Wedi'i fynegi'n gyffredinol fel VT.
Mae rheoli maint y foltedd giât VGS yn newid cryfder neu wendid y maes trydan, a gellir cyflawni effaith rheoli maint ID cerrynt y draen.Mae hyn hefyd yn nodwedd bwysig o MOSFETs sy'n defnyddio meysydd trydan i reoli cerrynt, felly fe'u gelwir hefyd yn transistorau effaith maes.
Strwythur mewnol MOSFET
Ar swbstrad silicon math P â chrynodiad amhuredd isel, gwneir dau ranbarth N + â chrynodiad amhuredd uchel, a chaiff dau electrod eu tynnu allan o alwminiwm metel i wasanaethu fel y draen d a'r ffynhonnell s yn y drefn honno.Yna mae'r wyneb lled-ddargludyddion wedi'i orchuddio â haen inswleiddio silicon deuocsid hynod denau (SiO2), a gosodir electrod alwminiwm ar yr haen inswleiddio rhwng y draen a'r ffynhonnell i wasanaethu fel y giât g.Mae electrod B hefyd yn cael ei dynnu allan ar y swbstrad, gan ffurfio MOSFET modd gwella sianel N.Mae'r un peth yn wir am ffurfiant mewnol MOSFETs math gwella sianel-P.
Symbolau cylched MOSFET sianel N a MOSFET sianel-P
Mae'r llun uchod yn dangos symbol cylched MOSFET.Yn y llun, D yw'r draen, S yw'r ffynhonnell, G yw'r giât, ac mae'r saeth yn y canol yn cynrychioli'r swbstrad.Os yw'r saeth yn pwyntio i mewn, mae'n dynodi MOSFET sianel N, ac os yw'r saeth yn pwyntio allan, mae'n dynodi MOSFET sianel-P.
MOSFET sianel N ddeuol, MOSFET sianel-P deuol a symbolau cylched MOSFET sianel N+P
Mewn gwirionedd, yn ystod y broses weithgynhyrchu MOSFET, mae'r swbstrad wedi'i gysylltu â'r ffynhonnell cyn gadael y ffatri.Felly, yn y rheolau symboleg, rhaid i'r symbol saeth sy'n cynrychioli'r swbstrad hefyd gael ei gysylltu â'r ffynhonnell i wahaniaethu rhwng y draen a'r ffynhonnell.Mae polaredd y foltedd a ddefnyddir gan MOSFET yn debyg i'n transistor traddodiadol.Mae'r sianel N yn debyg i transistor NPN.Mae'r draen D wedi'i gysylltu â'r electrod positif ac mae'r ffynhonnell S wedi'i gysylltu â'r electrod negyddol.Pan fydd gan giât G foltedd positif, mae sianel ddargludol yn cael ei ffurfio ac mae MOSFET y sianel N yn dechrau gweithio.Yn yr un modd, mae'r sianel P yn debyg i transistor PNP.Mae'r draen D wedi'i gysylltu â'r electrod negyddol, mae'r ffynhonnell S wedi'i gysylltu â'r electrod positif, a phan fydd gan y giât G foltedd negyddol, mae sianel ddargludol yn cael ei ffurfio ac mae MOSFET sianel P yn dechrau gweithio.
MOSFET newid egwyddor colli
P'un a yw'n NMOS neu PMOS, mae gwrthiant mewnol dargludiad yn cael ei gynhyrchu ar ôl iddo gael ei droi ymlaen, fel y bydd y cerrynt yn defnyddio egni ar y gwrthiant mewnol hwn.Gelwir y rhan hon o'r ynni a ddefnyddir yn ddefnydd dargludiad.Bydd dewis MOSFET gyda gwrthiant mewnol dargludiad bach yn lleihau'r defnydd o ddargludiad yn effeithiol.Yn gyffredinol, mae gwrthiant mewnol presennol MOSFETs pŵer isel tua degau o filiohms, ac mae yna sawl miliohms hefyd.
Pan fydd MOS yn cael ei droi ymlaen a'i derfynu, rhaid peidio â'i wireddu mewn amrantiad.Bydd y foltedd ar ddwy ochr y MOS yn cael gostyngiad effeithiol, a bydd y cerrynt sy'n llifo drwyddo yn cynyddu.Yn ystod y cyfnod hwn, mae colli'r MOSFET yn gynnyrch y foltedd a'r cerrynt, sef y golled newid.Yn gyffredinol, mae colledion newid yn llawer mwy na cholledion dargludiad, a'r cyflymaf yw'r amlder newid, y mwyaf yw'r colledion.
Mae cynnyrch foltedd a cherrynt ar hyn o bryd y dargludiad yn fawr iawn, gan arwain at golledion mawr iawn.Gellir lleihau colledion newid mewn dwy ffordd.Un yw lleihau'r amser newid, a all leihau'r golled yn effeithiol yn ystod pob troad ymlaen;y llall yw lleihau'r amlder newid, a all leihau nifer y switshis fesul uned amser.
Mae'r uchod yn esboniad manwl o ddiagram egwyddor weithredol MOSFET a dadansoddiad o strwythur mewnol MOSFET.I ddysgu mwy am MOSFET, croeso i chi ymgynghori ag OLUKEY i roi cymorth technegol MOSFET i chi!
Amser postio: Rhagfyr-16-2023
