Egwyddor weithredol modd gwella sianel N MOSFET

(1) Effaith reoli vGS ar ID a sianel

① Achos vGS=0

Gellir gweld bod dwy gyffordd PN gefn wrth gefn rhwng y draen a ffynonellau'r modd gwella.MOSFET.

Pan fo'r foltedd porth-ffynhonnell vGS=0, hyd yn oed os ychwanegir y foltedd traen-ffynhonnell vDS, a waeth beth fo'r polaredd vDS, mae cyffordd PN bob amser yn y cyflwr tueddiad cefn. Nid oes sianel ddargludol rhwng y draen a'r ffynhonnell, felly cerrynt y draen ID≈0 ar hyn o bryd.

② Achos vGS> 0

Os yw vGS> 0, mae maes trydan yn cael ei gynhyrchu yn yr haen inswleiddio SiO2 rhwng y giât a'r swbstrad. Mae cyfeiriad y maes trydan yn berpendicwlar i'r maes trydan a gyfeirir o'r giât i'r swbstrad ar yr wyneb lled-ddargludyddion. Mae'r maes trydan hwn yn gwrthyrru tyllau ac yn denu electronau. Gwrthyrru tyllau: Mae'r tyllau yn y swbstrad P-math ger y giât yn cael eu gwrthyrru, gan adael ïonau derbyniwr na ellir eu symud (ïonau negyddol) i ffurfio haen disbyddu. Denu electronau: Mae'r electronau (cludwyr lleiafrifol) yn y swbstrad math P yn cael eu denu i wyneb y swbstrad.

(2) Ffurfio sianel ddargludol:

Pan fo'r gwerth vGS yn fach ac nad yw'r gallu i ddenu electronau yn gryf, nid oes sianel ddargludol o hyd rhwng y draen a'r ffynhonnell. Wrth i vGS gynyddu, mae mwy o electronau'n cael eu denu i haen wyneb y swbstrad P. Pan fydd vGS yn cyrraedd gwerth penodol, mae'r electronau hyn yn ffurfio haen denau math N ar wyneb y swbstrad P ger y giât ac wedi'u cysylltu â'r ddau ranbarth N +, gan ffurfio sianel ddargludol math N rhwng y draen a'r ffynhonnell. Mae ei fath dargludedd gyferbyn â math y swbstrad P, felly fe'i gelwir hefyd yn haen gwrthdroad. Y mwyaf yw vGS, y cryfaf yw'r maes trydan sy'n gweithredu ar yr wyneb lled-ddargludyddion, y mwyaf o electronau sy'n cael eu denu i wyneb y swbstrad P, y mwyaf trwchus yw'r sianel ddargludol, a'r lleiaf yw gwrthiant y sianel. Gelwir y foltedd porth-ffynhonnell pan fydd y sianel yn dechrau ffurfio yn foltedd troi ymlaen, a gynrychiolir gan VT.

Mae'rN-sianel MOSFETni all a drafodir uchod ffurfio sianel ddargludol pan fo vGS < VT, ac mae'r tiwb mewn cyflwr torbwynt. Dim ond pan fydd vGS≥VT y gellir ffurfio sianel. Mae'r math hwn oMOSFETrhaid i hynny ffurfio sianel ddargludol pan elwir vGS≥VT yn ddull gwellaMOSFET. Ar ôl i'r sianel gael ei ffurfio, mae cerrynt draen yn cael ei gynhyrchu pan fydd vDS foltedd ymlaen yn cael ei gymhwyso rhwng y draen a'r ffynhonnell. Dylanwad vDS ar ID, pan fo vGS> VT ac yn werth penodol, mae dylanwad foltedd ffynhonnell draen vDS ar y sianel dargludol a'r ID cyfredol yn debyg i ddylanwad transistor effaith cae cyffordd. Mae'r gostyngiad foltedd a gynhyrchir gan ID cerrynt y draen ar hyd y sianel yn golygu nad yw'r folteddau rhwng pob pwynt yn y sianel a'r giât bellach yn gyfartal. Y foltedd ar y diwedd sy'n agos at y ffynhonnell yw'r mwyaf, lle mae'r sianel fwyaf trwchus. Y foltedd ym mhen y draen yw'r lleiaf, a'i werth yw VGD = vGS-vDS, felly y sianel yw'r teneuaf yma. Ond pan fo vDS yn fach (vDS