Kiel MOSFEToj funkcias

La funkcia principo de MOSFET baziĝas ĉefe sur siaj unikaj strukturaj propraĵoj kaj efikoj de elektra kampo. La sekvanta estas detala klarigo pri kiel funkcias MOSFEToj:

I. Baza strukturo de MOSFET

MOSFET konsistas plejparte el pordego (G), fonto (S), drenilo (D), kaj substrato (B, foje ligita al la fonto por formi tri-finan aparaton). En N-kanalaj plibonigaj MOSFEToj, la substrato estas kutime malalt-dopita P-tipa silicia materialo sur kiu du tre dopitaj N-tipaj regionoj estas fabrikitaj por funkcii kiel la fonto kaj drenilo, respektive. La surfaco de la P-tipa substrato estas kovrita per tre maldika oksida filmo (silicia dioksido) kiel izola tavolo, kaj elektrodo estas desegnita kiel la pordego. Tiu strukturo igas la pordegon izolita de la P-tipa duonkondukta substrato, la drenilo kaj la fonto, kaj estas tial ankaŭ nomita izolita-pordega kampefika tubo.

II. Principo de funkciado

MOSFEToj funkciigas uzante la pordegfontension (VGS) por kontroli la drenfluon (ID). Specife, kiam la aplikata pozitiva pordega fonttensio, VGS, estas pli granda ol nulo, supra pozitiva kaj pli malalta negativa elektra kampo aperos sur la oksidtavolo sub la pordego. Tiu kampo altiras liberajn elektronojn en la P-regiono, igante ilin akumuliĝi sub la oksidtavolo, forpuŝante truojn en la P-regiono. Ĉar VGS pliiĝas, la forto de la elektra kampo pliiĝas kaj la koncentriĝo de altiritaj liberaj elektronoj pliiĝas. Kiam VGS atingas certan sojlan tension (VT), la koncentriĝo de liberaj elektronoj kolektitaj en la regiono estas sufiĉe granda por formi novan N-tipan regionon (N-kanalo), kiu funkcias kiel ponto liganta la drenilon kaj fonton. Je ĉi tiu punkto, se certa veturtensio (VDS) ekzistas inter la drenilo kaj fonto, la drenil-kurenta ID komencas flui.

III. Formado kaj ŝanĝo de kondukanta kanalo

La formado de la kondukanta kanalo estas la ŝlosilo al la operacio de la MOSFET. Kiam VGS estas pli granda ol VT, la kondukanta kanalo estas establita kaj la drenila fluo ID estas tuŝita de kaj VGS kaj VDS.VGS influas ID kontrolante la larĝon kaj formon de la kondukanta kanalo, dum VDS influas ID rekte kiel la veturanta tensio. Gravas noti, ke se la kondukanta kanalo ne estas establita (t.e., VGS estas malpli ol VT), tiam eĉ se VDS ĉeestas, la drenila nuna ID ne aperas.

IV. Karakterizaĵoj de MOSFEToj

Alta eniga impedanco:La eniga impedanco de la MOSFET estas tre alta, proksime al senfineco, ĉar ekzistas izola tavolo inter la pordego kaj la font-drena regiono kaj nur malforta pordega fluo.

Malalta eliga impedanco:MOSFEToj estas tensi-kontrolitaj aparatoj en kiuj la font-drena kurento povas ŝanĝiĝi kun la enirtensio, tiel ke ilia produktaĵimpedanco estas malgranda.

Konstanta fluo:Dum funkciigado en la saturiĝregiono, la fluo de la MOSFET estas praktike netuŝita per ŝanĝoj en la font-drena tensio, disponigante bonegan konstantan kurenton.

Bona temperaturstabileco:La MOSFEToj havas larĝan funkcian temperaturon de -55 °C ĝis ĉirkaŭ +150 °C.

V. Aplikoj kaj klasifikoj

MOSFEToj estas vaste uzataj en ciferecaj cirkvitoj, analogaj cirkvitoj, potencaj cirkvitoj kaj aliaj kampoj. Laŭ la speco de operacio, MOSFEToj povas esti klasifikitaj en plibonigajn kaj malplenigajn tipojn; laŭ la speco de kondukanta kanalo, ili povas esti klasifikitaj en N-kanalon kaj P-kanalon. Tiuj malsamaj specoj de MOSFEToj havas siajn proprajn avantaĝojn en malsamaj aplikiĝscenaroj.

En resumo, la laborprincipo de MOSFET estas kontroli la formadon kaj ŝanĝon de la kondukanta kanalo tra la pordega fonto-tensio, kiu siavice kontrolas la fluon de drena kurento. Ĝia alta enira impedanco, malalta eliga impedanco, konstanta fluo kaj temperaturstabileco igas MOSFETojn grava komponento en elektronikaj cirkvitoj.