Полевой транзистор сток исток затвор: Полевые транзисторы. For dummies / Хабр — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы
Полевые транзисторы

К другим устройствам с тремя слоями п- и р-типа относятся полевые транзисторы.

Полевые транзисторы с р-п переходом

Констукция этих транзисторов представлена на рис.:

Как видно, здесь тоже три слоя: п-, р-, и п-типа (может быть и наоборот: р-, п-, и р-тип). Между стоком (на рис. обозначен как С) и истоком (И) прикладывается напряжение, такое, что заряды (в данном случае дырки) вытекают из истока и втекают в сток. Значит, к стоку прикладывается отрицательное напряжение, исток заземляется. Из-за наличия р-п переходов область канала сужается, причём на самом деле даже больше, так как р-п переход толстый, у него есть область объёмного заряда (ООЗ), отмеченная на рис. пунктирной линией. К затвору (З) прикладывается положительное напряжение, так что р-п переходы смещены в обратном направлении, и ООЗ расширяется, а ширина канала сужается.
Это приводит к уменьшению тока канала (потока зарядов от истока к стоку) – это регулировка тока, которая и даёт режим усиления.

Это транзистор с каналом р-типа. При обратных типах слоёв получится транзистор с каналом п-типа. У него всё также, только в канале протекают электроны, к стоку прикладывается плюс, а к затвору – минус.

Вернёмся к транзистору с каналом р-типа. Так как на затвор подаётся обратное напряжение, то он плохо пропускает ток (это обратный ток р-п перехода), т.е. входное сопротивление полевого транзистора очень велико. Полевой транзистор управляется напряжением, или полем. В этом он в каком-то смысле похож на радиолампу. Причём так же, как в радиолампе, при увеличении на затворе напряжения (по модулю) проходящий от истока к стоку ток падает. При некотором напряжении U

зи=U₀ ООЗ смыкаются, и ток стока равен нулю. Это напряжение называется напряжением отсечки.

Выходная и переходная характеристики представлены на рис. :

Как кажется при простом рассмотрении, характеристики ток стока – напряжение сток-исток должны быть прямыми, и лишь наклон их станет тем меньше, чем больше напряжение затвор-исток. Это потому, что при увеличении напряжения на затворе сопротивление канала увеличивается. Однако кривые быстро начинают насыщаться, выходят почти на горизонтальный участок. Объясниется это тем, что напряжение, падающее в канале, меняется от 0 до –U
си , а значит, на р-п переходе падение напряжения разное: в области вблизи истока оно равно U_зи, а в области влизи стока: U_зи+ U_си, т.е. больше. Значит, на рис. слева в правой части ООЗ шире, а канал уже. Поэтому понятно, что сопротивление канала с ростом напряжения U_сирастёт, а характеристики падают. На правом рис. представлена ситуация с очень большими напряжениями U_си , когда ООЗ верхнего и нижнего р-п перехода соприкасаются. Кажется, что в этом случае ток в канале должен исчезнуть, так как канал прерывается. Но на самом деле всё происходит иначе. Как видно из следующего рис., в ООЗ есть електрические поля, показанные стрелками, и их направление в основном от п- к р-типу. Но там, где ООЗ сливаются, это поле направлено слева направо, т.е. так, чтобы вытаскивать дырки из канала, где он ещё есть, направо, через ООЗ.

В каком-то смысле это очень похоже на случай с биполярными транзисторами: там тоже носители заряда диффундируют к коллектору, а затем очень сильным электрическим полем коллекторного р-п перехода вытаскиваются в коллектор.

В данном случае поле ООЗ гораздо больше, чем поле р-канала. Поэтому после того, как ООЗ сольются, дальнейший рост
U_сиобеспечивается ростом поля в ООЗ. А левая часть р-канала остаётся неизменной. Но именно она определяет ток через канал. Поэтому ток через полевой транзистор больше не меняется. (Ток немного увеличивается, но в первом приближении можно считать, что он неизменен.)
Это и есть рабочий участок выходной характеристики – ток определяется напряжением на затворе, но не зависит от напряжения на стоке, т.
е. может использоваться для усиления напряжения. Обычно на этом участке работают усилители на полевых транзисторах, т.е. используется случай, когда ООЗ перекрываются.

Напряжение, с которого начинается пологий участок, называется напряжением насыщения:

Кроме того:

где
I_cmax– максимальный ток стока, имеющий место при U_зи=0.
Для определения коэффициента усиления усилителя на основе полевого транзистора важно знать его крутизну (аналогично коэффициенту b в биполярных транзисторах):

где
s_max– максимальная крутизна, имеющая место при U_зи=0. Она определяется как:

Крутизна измеряется в мA/В, и составляет обычно от 1 до 100. Входное сопротивление – 10
⁹. ..10¹²Ом. На схемах полевые транзисторы изображаются так:
Неудобство полевых транзисторов заключается в том, что питание цепи затвора (входной) и стока (выходной) разнополярное, т.е. требуются две разных батарейки. Но с помощью конденсатора этого легко избежать, как показано на схеме. Это транзистор с п-каналом, поэтому к стоку приложено положительное напряжение, а к затвору – отрицательное. Оно образуется за счёт смещения, появившегося на сопротивлении истока. По переменному сигналу его величина полностью компенсируется за счёт включения параллельно с сопротивлением ещё и конденсатора.

Обычно полная схема содержит ещё и сопротивления во входной цепи, которые и определяют входное сопротивление схемы. Выходное сопротивление определяется сопротивлением стока R_cи дифференциальным сопротивлением стока транзистора, т.е. наклоном выходной характеристики транзистора.

Коэффициент усиления этой схемы:

и может достигать нескольких сотен.

Это – схема с общим истоком (ОИ). Аналогично биполярным транзисторам, есть схемы и с общим стоком (ОС):

Кажется, что это существенно более простая схема, но практически она такая же, что и ОИ, но нет конденсатора С_и. Поэтому влияние отрицательной обратной связи не исключено, и вследствие этого коэффициент усиления по напряжению практически равен 1, но на самом деле несколько меньше. Коэффициент усиления по току больше 1, и выходное сопротивление существенно меньше, чем у схемы с ОИ.

Можно бы построить схему с общим затвором, аналогично схеме с общей базой у биполярных транзисторов. Однако кроме технических сложностей (трудно сделать общий затвор, когда нет тока затвора) нет и такой необходимости, так как входные сопротивления у полевых транзисторов очень велики, и не надо устранять эффект закорачивания выходного сигнала во многокаскадных схемах.

Полевые транзисторы МДП

Полевые транзисторы металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), или по другому металл-оксид-полупроводник (МОП) сильно отличаются от последних рассмотренных как по принципу действия, так и по технологии изготовления.
Но конечные данные (переходные и выходные характеристики) у них очень похожи на кривые последних графиков.

Рассмотрим, например, полупроводник (кремний, германий) р-типа электропроводности. Будем считать, что на него нанесён тонкий слой диэлектрика (чаще других выращивается оксид кремния на кремнии). Толщина диэлектрика должна быть очень малой. Если в технологии полупроводников используются защитные слои оксида толщиной от 1 до 2…3 мкм, то мы будем считать, что толщина диэлектрика лежит в пределах 0,1…0,3 мкм.

А сверху на диэлектрике нанесён слой металла. Между металлом и полупроводником приложено электрическое поле.

В случае тонкого диэлектрика электрическое поле легко проникает в полупроводник. Что внесёт это поле в полупроводник, легко понять из исследования зонных диаграмм:

На рис. изображены три зависимости энергии электрона от координаты. Слева представлен случай, когда к металлу (обозначен буквой М) приложено отрицательное по отношению к полупроводнику напряжение.
Оно притягивает к поверхности полупроводника дырки, а электроны отталкивает. Иными словами, зонная диаграмма изгибается вверх, и при установлении равновесия дырок у поверхности станет ещё больше, чем было в исходном полупроводнике.

На среднем рисунке изображена диаграмма в случае, когда к металлу относительно полупроводника приложено положительное напряжение, зоны изогнуты вниз. Дырок у поверхности стало меньше, чем в глубине, а электронов – больше. Но пока дырок у поверхности больше, чем электронов.

На правом рис. ситуация кардинально изменилась: напряжение снова положительное, но уже достаточно большое, чтобы электронов у поверхности стало больше, чем дырок. Полупроводник разделился на две области: в глубине это по-прежнему р-тип, а вблизи поверхности – п-тип (произошла инверсия типа электропроводности).

Теперь рассмотрим конструкцию, изображённую на рис. слева. Это полупроводник (например кремний) р-типа, в котором сделаны две области п-типа. Сверху кроме защитного слоя диоксида кремния нанесён ещё тонкий слой диоксида кремния между п-областями. Если теперь подать напряжение между стоком и истоком, то ничего не произойдёт: ток не появится, так как при любом знаке напряжения хоть один из р-п переходов смещён в обратном направлении (это как в биполярном транзисторе при очень толстой базе – два р-п перехода отдельно).

А теперь давайте подадим положительное напряжение на затвор относительно подложки (справа). Если это напряжение больше некоторого, так называемого порогового (U_п), то дырки оттолкнутся от поверхности вглубь полупроводника, а электроны притянутся к поверхности, и их станет больше, чем дырок – вблизи поверхности появится наведённый (индуцированный) слой п-типа. Этот слой соединит две исходные области п-типа, и между стоком и истоком появится ток. Говорят, что образовался канал п-типа.

Конечно, можно взять структуру с р-п-р областями. Все рассуждения для неё будут те же, но на затвор надо подавать отрицательное напряжение, и канал будет р-типа. Далее мы рассматриваем только п-канальный МДП транзистор.

Очевидно, эта структура имеет 4 контакта. Иногда их все используют. Однако чаще исток соединяют с подложкой, и остаётся только три контакта. Для простоты мы рассмотрим только этот случай.

На рис. представлены переходная и выходная характеристики полевого транзистора МДП со встроенным п-каналом. Видно, что в этом случае все потенциалы положительны. Переходная характеристика ведёт себя как часть параболы. Зависимость

тока стока от напряжения сток-исток представлена на правом рис. Эти кривые очень похожи на выходные характеристики полевого транзистора с р-п переходом, но только здесь знак тока стока и напряжения на стоке совпадают.

И здесь также, как и в предыдущем случае, возникает вопрос, почему характеристики не прямые – кажется, что только от напряжения
U_зпзависит проводимость канала, и, следовательно, должен соблюдаться закон Ома, т. е. ток стока должен быть пропорционален напряжению сток-исток. Однако из рис. видно, что чем больше напряжение сток-исток, тем больше сопротивление канала. Объясняется это тем, что в канале есть падение напряжения, а так как в затворе нет никаких токов, то напряжение во всех точках затвора одинаковое. Если исток и подложка соединены, то в канале близ истока напряжение равно 0, а вблизи стока равно U_си, значит разность потенциалов между затвором и подложкой будет уменьшаться от истока к стоку, канал будет иметь разную толщину и электропроводность, как показано на рис. слева.
Как получается из теории, зависимость тока стока от напряжения на затворе и стоке имеет вид:

где К – коэффициент, зависящий от конструкции и технологии изготовления транзистора, имеет размерность А/В
². Это парабола в координатах U_си– I_c, причём перевёрнутая и проходящая через начало координат. Максимум лежит в точке

и составляет

а дальше должен быть спад. Но на графике этого спада не видно. В чём же дело? Оказывается, причина в том, что в р-п переходе есть ООЗ, а в ней – электрическое поле, указанное стрелками на рис.:

Все стрелки имеют разное направление, но в конце канала направление всегда одинаковое: поле направлено так, что электроны вытягиваются из канала и втягиваются в область стока. Это поле очень большое, поэтому вытягивание электронов очень сильное. Это так же, как и у полевых транзисторов с р-п переходом и биполярных транзисторов. По этой причине с дальнейшим ростом напряжения на стоке всё избыточное напряжение падает на ООЗ стока и только приводит к вытягиванию электронов из канала в сток, а на канале падает одинаковое напряжение, и ток канала дальше не меняется. Поэтому спада тока нет, а есть постоянство (на самом деле очень медленный рост). Как раз эта область и является рабочим участком выходной характеристики полевого транзистора, т.е. транзистор всегда работает с закрытым каналом. Ток стока равен

Крутизна определяется производной тока по напряжению на затворе:

Чем больше напряжение на затворе, тем больше крутизна. Но реально затвор очень быстро пробивается, так как это очень тонкий слой оксида кремния, поэтому крутизна ненамного больше, чем у полевых транзисторов с р-п переходом. Кроме того, МОП полевые транзисторы очень часто пробиваются статическим напряжением, поэтому их надо припаивать к схемам с большой осторожностью. Обычно все контакты полевых транзисторов соединены между собой и рассоединяются только перед самой пайкой, паяльник должен быть заземлён, и тот, кто паяет, должен иметь на руке заземлённый браслет.

Ниже показаны схематичные изображения МОП полевого транзистора с п-каналом (слева) и с р-каналом (справа).

Такие транзисторы называются МОП транзисторы с индуцированным каналом. Можно, однако, перед тем, как делать подзатворный диэлектрик, провести ещё одну диффузию доноров для п-канальных транзисторов или акцепторов для р-канальных транзисторов, чтобы создать встроенный канал. тогда характеристики будут выглядеть так:

Теперь у транзистора есть ток даже при нулевом напряжении на затворе, и есть возможность управлять им, т.е получать усиление. Обозначаются такие транзисторы почти также, как и транзисторы с индуцированным каналом:

Схемные решения МОП транзисторов с индуцированным и встроенным каналом практически мало отличаются от схем полевых транзисторов с р-п переходом, поэтому мы их не рассматриваем.
Сайт управляется системой uCoz

АО «НИИЭТ»
Продукция
Новинки и текущие разработки

Интегральные микросхемы

Микросхемы в пластиковых корпусах
ВЧ/СВЧ транзисторы и модули
Макетно-отладочные устройства
Испытательное оборудование
Новости
Все новости
О предприятии

АО «НИИЭТ» – один из ведущих производителей электронных компонентов в России.
Научно-исследовательский институт электронной техники – это одна из старейших отечественных школ разработки, большие производственные мощности, квалифицированные кадры.
На нашем предприятии в 1965 году была создана первая отечественная микросхема с диэлектрической изоляцией компонентов. Благодаря огромному опыту – с одной стороны – и умению оперативно меняться в соответствии с потребностями страны – с другой – мы предлагаем своим потребителям качественные услуги разработки, сборки и испытаний современной электронной компонентной базы.
Сегодня НИИЭТ — это единственное в России предприятие, которое занимается серийным производством и поставками GaN-транзисторов на кремнии.

Направления деятельности
Разработка
Мы выполняем полный комплекс работ по проектированию цифровых и аналоговых микросхем, силовых, ВЧ-, СВЧ-транзисторов и блоков на их базе.
Сборка
Наш институт располагает современной производственной линией для сборки ИМС, силовых, ВЧ-, СВЧ-транзисторов во всех типах металлокерамических корпусов.
Испытания и измерения
Современное собственное оборудование и квалифицированные кадры позволяют нам проводить комплексные испытания изделий электронной техники с применением современных методик.
Наши партнёры
Партнёры
Госкорпорация «Росатом»
АО «Российские космические системы»
АО «Концерн Радиоэлектронные технологии»
ООО «НПФ Вектор»
АО «ВЗПП-Микрон»
Госкорпорация «Роскосмос»
АО «Концерн ВКО „Алмаз-Антей“»
ГК «Элемент»
ЗАО НТЦ «Модуль»
АО «Конструкторско-технологический центр «ЭЛЕКТРОНИКА»
Госкорпорация «Ростех»
АО «Концерн «Радиотехнические и Информационные Системы»
АО «НИИМА «ПРОГРЕСС»
АО «Воронежский Завод Полупроводниковых Приборов-Сборка»
АО «СКТБ ЭС»
Вузы-партнёры
ФГБОУ ВО ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова
ФГБОУ ВО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Дилеры и дистрибьюторы
ООО «ЭНЭЛ»
ООО «Пятый элемент»
АО «ТЕСТПРИБОР»
АО «РТКТ»
ООО «Сигма-Проект»
Информационные партнеры
Научно-технический журнал «Электроника НТБ»
Журнал «Компоненты и технологии»
Единая отраслевая платформа по электронике, микроэлектронике и новым технологиям Industry Hunter
«РадиоЛоцман» — портал и журнал для разработчиков электроники
Журнал «Электронные компоненты»
MOSFET Тест сопротивления сток-исток во включенном состоянии | Тектроникс
Вопрос:
Как я могу проверить MOSFET на сопротивление сток-исток во включенном состоянии на моем анализаторе кривой?
Ответ:
Сопротивление во включенном состоянии сток-исток — RDS(on)
Что такое сопротивление во включенном состоянии сток-исток?
Сопротивление сток-исток во включенном состоянии (RDS(on)) — это сопротивление между стоком и истоком полевого МОП-транзистора при приложении определенного напряжения затвор-исток (VGS) для смещения устройства во включенное состояние. По мере увеличения VGS сопротивление во включенном состоянии обычно уменьшается. Измерение производится в омической (т.е. линейной) области прибора. Вообще говоря, чем ниже сопротивление MOSFET во включенном состоянии, тем лучше.
Один из способов отследить это сопротивление — использовать индикатор кривой. На трассировщике так называемая «коллекторная подача» управляет стоком, а «шаговый генератор» управляет воротами. Пошаговые инструкции о том, как проверить MOSFET на сопротивление сток-исток во включенном состоянии с помощью анализатора характеристик, см. ниже. Инструкции по использованию осциллографа или SMU для измерения сопротивления MOSFET во включенном состоянии см. в статье «Что такое сопротивление MOSFET во включенном состоянии сток-исток?» ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ.
Что показывает дисплей:
На дисплее по горизонтальной оси отображается VDS, а по вертикальной оси — полученный идентификатор. Спецификация считается выполненной, когда в указанном VDS значение VDS/ID меньше или равно указанному максимуму.
Как протестировать полевой МОП-транзистор на сопротивление сток-исток во включенном состоянии на анализаторе кривой:
1. В разделе «Управление» установите:
            A: Максимальное пиковое напряжение до минимального значения выше указанного V _DS
900 04     Max Peak Power Watts до самого низкого значения, которое удовлетворяет требованиям (I _D x V _DS )
            C: полярность питания коллектора к (+DC) для N-канала или (-DC) для P-канала
            D: горизонтальное напряжение/деление для отображения V 5 -е и 10 ^TH Горизонтальные подразделения
E: Вертикальный ток/DIV для отображения I _D между 5 -м и 10 -м вертикальными подразделениями
F: Количество шагов к минимальному (нулю)
G: шаг генератор к напряжению
H: полярность генератора шага для применения смещения вперед (+ для n-канала),
(-для P-канала)
I: шаг/смещение AMPL до 50% от указанного V _GS
J : Pulse to Long
K: Конфигурация (Base/Step Gen, Emitter/Common)
L: Поставка с коллекционера переменных до минимума % (полный CCW)
M: Dotcursor на
2. Примените питание к MOSFET:
A: Поместите левый/правый переключатель, как это необходимо,
B: медленно увеличивайте поставки коллекционера переменных до тех пор, пока не будет достигнуто указанное V _DS
3. Сравните с спецификациями листа данных:
A: Проверьте, что v _DS /I _D меньше или равно указанному минимуму
Кривые Tektronix больше не выпускаются. Были разработаны более эффективные и точные методологии и решения для поддержки функции трассировки кривых в гораздо более компактном форм-факторе. Одно из таких решений основано на использовании двухканального SMU или двух одноканальных SMU и программного обеспечения для управления генерацией ступеней напряжения смещения и относительным падением напряжения на стоке и истоке. Чтобы узнать больше, см. Наш раздел «Каково сопротивление сток-исток полевого МОП-транзистора?» ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ.
Часто задаваемые вопросы ID 52486
Просмотреть все часто задаваемые вопросы »
MOSFET и его работа — Electronics fun
MOSFET был разработан для преодоления недостатков JFET, таких как высокое сопротивление, умеренное входное сопротивление и скорость работы. Он работает так же, как JFET, но разница в том, что его затвор изолирован от своего канала. Его также называют IGFET (полевой транзистор с изолированным затвором). Его затвор изолирован оксидом металла, поэтому он называется MOSFET (полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника) . Как и JFET, он также имеет три терминала: ворота, сток и исток. Это также устройство, управляемое напряжением, такое как JFET.
Существует два типа MOSFET
MOSFET
MOSFET
СОДЕРЖАНИЕ
Тип истощения.
Существует два типа МОП-транзисторов в зависимости от канала — N-канальный и P-канальный. На рисунке слева показан N-канальный МОП-транзистор, а справа — P-канал. Канал N-канального МОП-транзистора состоит из полупроводника n-типа, изготовленного на подложке p-типа. Исток и сток соединены с каналом через металлический контакт. Терминал затвора также соединен с металлическим контактом, но этот металлический контакт изолирован от канала с помощью оксида металла. Эта конструкция обратная в P-канальном MOSFET, как показано. Из-за изолированного затвора его входное сопротивление очень велико, и через него не будет протекать ток. Теперь давайте посмотрим, как это работает.
Работа полевого МОП-транзистора с истощением
Источник питания подключается к стоку N-канального МОП-транзистора, а исток и затвор замыкаются на клемму истока, как показано на рисунке. Так что на воротах будет ноль вольт. Таким образом, сторона стока более положительна, чем исток. Таким образом, электроны будут притягиваться к клемме стока, и установится поток электронов от истока к стоку. Но обычный ток стока будет течь от стока к истоку.
Если мы еще больше увеличим напряжение на стоке и истоке, ток также увеличится. Но после определенного значения напряжения, если мы еще больше увеличим напряжение, ток все равно останется постоянным. Это также известно как сток в исток тока насыщения (I _DSS).
Если подать отрицательное напряжение на клемму затвора, то на металлической поверхности клеммы затвора аккумулируется электрон. Это вытолкнет электрон n-канала и притянет дырки подложки p-типа, а затем оба рекомбинируют. Так, количество свободных электронов n-канала уменьшится, а удельное сопротивление канала увеличится. Таким образом ток стока уменьшится. Скорость рекомбинации электронов и дырок зависит от приложенного отрицательного напряжения.
Если подать положительное напряжение на клемму затвора, неосновные носители подложки p-типа (электроны) будут притягиваться к каналу. Значит, количество носителей заряда канала будет увеличиваться. Это увеличит поток тока даже выше, чем ток насыщения сток-исток.
Все напряжения, ток, рекомбинация и притяжение неосновных носителей заряда в P-канальном MOSFET реверсированы (см. график характеристик).
Выходные характеристики полевого МОП-транзистора с истощением
Это выходная характеристика N-канального МОП-транзистора. Как показано на графике, если мы уменьшим напряжение на затворе, ток стока также уменьшится.
Это выходная характеристика P-канального МОП-транзистора. Как показано на графике, если мы уменьшим напряжение затвора, ток стока увеличится.
Символы типа истощения MOSFET
Тип усиления MOSFET
Почти такой же, как тип истощения MOSFET. Единственная разница в том, что здесь изначально канала нет, но когда мы подаем напряжение на его затвор, он создает канал. Посмотрим, как.
Если мы приложим положительное напряжение к затвору MOSFET, оно будет отталкивать дырки и притягивать электрон. В этом процессе электроны и дырки будут рекомбинировать. Но если напряжение высокое, то они преодолеют рекомбинацию и электрон начнет накапливаться на оксиде металла. Это создаст канал для текущего потока. Это называется инверсионным слоем, а напряжение (VGS) на только что созданном инверсионном слое называется пороговым напряжением (VT). По мере увеличения VGS ширина инверсионного слоя будет увеличиваться.
Если вы заметили, что в MOSFET есть два p-n перехода. Первый переход находится на подложке p-типа и полупроводнике n-типа стоковой клеммы. Второй переход находится на подложке p-типа и полупроводнике n-типа клеммы источника. Оба перехода находятся в обратном смещении, поэтому на обоих переходах будет обедненная область.
Если V _GS > V _T и мы подключаем источник напряжения через сток и исток, сторона истока будет более положительной, чем сторона стока. P-n переход на стороне слива будет иметь большее обратное смещение, поэтому ширина истощения на стороне слива будет больше. Это означает, что их канал будет сужаться, потому что ширина истощения больше, поэтому меньше электронов пересекают барьер и накапливаются на стороне затвора.
По мере увеличения напряжения на стороне стока ширина истощения будет становиться все шире и шире, а канал будет сужаться на стороне стока. И при определенном напряжении этот канал не будет конкурировать за путь между стоком и истоком. Это состояние известно как состояние отсечки, а напряжение (V _DS) при этом известно как напряжение насыщения (V _DS (sat)).
V _DS (sat) = V _GS -V _T
Это означает, что условие отсечки возникнет, когда разница между выводами затвора и стока будет равна пороговому напряжению. В условиях отсечки протекает постоянный ток, потому что электроны могут пересекать обедненную область под действием электрической силы. Этот ток известен как ток насыщения.
Выходные характеристики полевого МОП-транзистора с улучшенным типом
Это выходные характеристики полевого МОП-транзистора с N-канальным типом расширения. Этот график показывает, что если мы увеличим напряжение на затворе, ток стока также увеличится.
Это выходные характеристики полевого МОП-транзистора с P-каналом. Этот график показывает, что если мы уменьшим напряжение на затворе, ток стока также уменьшится.
Символы типа истощения MOSFET
Они почти идентичны символам типа истощения MOSFET. Здесь дискретная линия указывает на отсутствие прямого соединения стока с истоком.
Линейная или омическая область
Левая часть геометрического места кривой V _DS (нас.) представляет собой линейную область. В этой области полевой МОП-транзистор можно использовать в качестве резистора, управляемого напряжением. Сохраняя фиксированное значение VDS и изменяя напряжение на затворе, мы можем изменить его сопротивление. Он также работает как «включатель» в этом регионе.
Область отсечки
Если V _GS T , в этом состоянии ток стока равен нулю. Это известно как область отсечки. MOSFET работает как «выключатель» в этой области.
Область насыщения
Правая часть кривой V _DS (sat) представляет собой область насыщения. MOSFET работает как усилитель в этой области.
V _DS >= V _GS – V _T
МОП-транзистор в качестве переключателя
Самый популярный тип МОП-транзистора — это тип расширения. Итак, мы возьмем в качестве примера полевой МОП-транзистор усовершенствованного типа в качестве переключателя. MOSFET работает как переключатель в своей линейной области и области отсечки. Разбираемся как?
Здесь как N-канальные, так и P-канальные МОП-транзисторы показаны переключателем. Подав достаточно высокое импульсное напряжение на затвор N-канального МОП-транзистора, чтобы он мог работать в линейной области, мы можем использовать его как переключатель «ВКЛ». А подключив затвор к земле так, чтобы он оказался в зоне отсечки, мы можем использовать его как выключатель «ВЫКЛ». В P-канальном MOSFET, подающем на затвор высокое напряжение, он отключается, а при соединении с землей включается.
MOSFET в качестве усилителя
Схема, показанная выше, представляет собой популярный усилитель с общим истоком (CS), использующий MOSFET. Здесь R1 и R2 используются для смещения MOSFET. Есть и другие способы смещения МОП-транзистора. Смещение выполняется в транзисторе, чтобы питать его и поддерживать в рабочем состоянии, чтобы наш сигнал переменного тока не искажался. В этой схеме используется метод смещения — смещение делителя напряжения. Два используемых конденсатора называются развязывающими конденсаторами, и их функция заключается в удалении любого смещения постоянного тока из сигнала переменного тока.
Через клемму затвора не протекает ток. Единственный ток в цепи — это V _DD на землю, и это ток стока. Этот ток также протекает через резистор R _d, сток к истоку MOSFET и резистор R _S. Итак, применив КВЛ в этом контуре, мы можем найти номиналы резисторов и выходов стока к напряжению истока (V _DS ).
Ток стока, протекающий через МОП-транзистор, равен
Где:
I _DSS = ток дренажного насыщения
V _GS = затвора к напряжению источника
V _P = напряжение зажима _D — V _DS — I _D xr _S = 0
V _DD — V _DS — I _D (R _D + R _S) = 40058) = 0,) = 0,) = 40028 (R _D + R _S) = 40028) = 40028).