MOSFETகள் எப்படி வேலை செய்கின்றன

MOSFET இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை முக்கியமாக அதன் தனித்துவமான கட்டமைப்பு பண்புகள் மற்றும் மின்சார புல விளைவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. MOSFETகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கான விரிவான விளக்கம் பின்வருமாறு:

I. MOSFET இன் அடிப்படை அமைப்பு

ஒரு MOSFET முக்கியமாக ஒரு கேட் (G), ஒரு மூல (S), ஒரு வடிகால் (D) மற்றும் ஒரு அடி மூலக்கூறு (B, சில நேரங்களில் மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டு மூன்று முனைய சாதனத்தை உருவாக்குகிறது). N-சேனல் மேம்பாடு MOSFET களில், அடி மூலக்கூறு பொதுவாக குறைந்த-டோப் செய்யப்பட்ட P-வகை சிலிக்கான் பொருளாகும், இதில் இரண்டு அதிக அளவு கொண்ட N-வகை பகுதிகள் முறையே ஆதாரமாகவும் வடிகால்களாகவும் செயல்பட புனையப்பட்டது. P-வகை அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பு ஒரு இன்சுலேடிங் லேயராக மிக மெல்லிய ஆக்சைடு படத்துடன் (சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) மூடப்பட்டிருக்கும், மேலும் ஒரு மின்முனை வாயிலாக வரையப்படுகிறது. இந்த அமைப்பு P-வகை குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறு, வடிகால் மற்றும் மூலத்திலிருந்து வாயிலை தனிமைப்படுத்துகிறது, எனவே இது காப்பிடப்பட்ட-கேட் புல விளைவு குழாய் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

II. செயல்பாட்டின் கொள்கை

வடிகால் மின்னோட்டத்தை (ஐடி) கட்டுப்படுத்த கேட் சோர்ஸ் வோல்டேஜை (விஜிஎஸ்) பயன்படுத்தி MOSFETகள் செயல்படுகின்றன. குறிப்பாக, பயன்படுத்தப்பட்ட நேர்மறை கேட் மூல மின்னழுத்தம், VGS, பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாக இருக்கும் போது, ​​மேல் நேர்மறை மற்றும் கீழ் எதிர்மறை மின்சார புலம் வாயிலுக்கு கீழே உள்ள ஆக்சைடு அடுக்கில் தோன்றும். இந்த மின்சார புலம் பி-பிராந்தியத்தில் இலவச எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கிறது, இதனால் அவை ஆக்சைடு அடுக்குக்கு கீழே குவிந்து, பி-பிராந்தியத்தில் உள்ள துளைகளை விரட்டுகிறது. VGS அதிகரிக்கும் போது, ​​மின்சார புலத்தின் வலிமை அதிகரிக்கிறது மற்றும் ஈர்க்கப்பட்ட இலவச எலக்ட்ரான்களின் செறிவு அதிகரிக்கிறது. VGS ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பு மின்னழுத்தத்தை (VT) அடையும் போது, ​​இப்பகுதியில் சேகரிக்கப்படும் இலவச எலக்ட்ரான்களின் செறிவு ஒரு புதிய N-வகை மண்டலத்தை (N-சேனல்) உருவாக்கும் அளவுக்கு பெரியதாக இருக்கும், இது வடிகால் மற்றும் மூலத்தை இணைக்கும் பாலமாக செயல்படுகிறது. இந்த கட்டத்தில், ஒரு குறிப்பிட்ட ஓட்டுநர் மின்னழுத்தம் (VDS) வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையில் இருந்தால், வடிகால் தற்போதைய ஐடி பாயத் தொடங்குகிறது.

III. நடத்தும் சேனலின் உருவாக்கம் மற்றும் மாற்றம்

நடத்தும் சேனலின் உருவாக்கம் MOSFET இன் செயல்பாட்டிற்கு முக்கியமாகும். VT ஐ விட VGS அதிகமாக இருக்கும் போது, ​​கடத்தும் சேனல் நிறுவப்பட்டு, VGS மற்றும் VDS இரண்டாலும் வடிகால் மின்னோட்ட ஐடி பாதிக்கப்படும். VGS கடத்தும் சேனலின் அகலம் மற்றும் வடிவத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் ID ஐப் பாதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் VDS ஐடியை நேரடியாக ஓட்டும் மின்னழுத்தமாக பாதிக்கிறது. கடத்தும் சேனல் நிறுவப்படவில்லை என்றால் (அதாவது, VT ஐ விட VGS குறைவாக உள்ளது), VDS இருந்தாலும், வடிகால் தற்போதைய ஐடி தோன்றாது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

IV. MOSFET களின் சிறப்பியல்புகள்

உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு:MOSFET இன் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது, முடிவிலிக்கு அருகில் உள்ளது, ஏனெனில் கேட் மற்றும் மூல-வடிகால் பகுதிக்கு இடையே ஒரு காப்பு அடுக்கு உள்ளது மற்றும் பலவீனமான கேட் மின்னோட்டம் மட்டுமே உள்ளது.

குறைந்த வெளியீட்டு மின்மறுப்பு:MOSFETகள் மின்னழுத்த-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சாதனங்களாகும், இதில் மூல-வடிகால் மின்னோட்டம் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்துடன் மாறக்கூடும், எனவே அவற்றின் வெளியீட்டு மின்மறுப்பு சிறியது.

நிலையான ஓட்டம்:செறிவூட்டல் பகுதியில் செயல்படும் போது, ​​MOSFET இன் மின்னோட்டம் மூல-வடிகால் மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் கிட்டத்தட்ட பாதிக்கப்படாது, சிறந்த நிலையான மின்னோட்டத்தை வழங்குகிறது.

நல்ல வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை:MOSFET கள் -55°C முதல் +150°C வரை பரந்த இயக்க வெப்பநிலை வரம்பைக் கொண்டுள்ளன.

வி. பயன்பாடுகள் மற்றும் வகைப்பாடுகள்

MOSFETகள் டிஜிட்டல் சுற்றுகள், அனலாக் சுற்றுகள், மின்சுற்றுகள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. செயல்பாட்டின் வகையின்படி, MOSFET களை மேம்படுத்தல் மற்றும் குறைப்பு வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்; நடத்தும் சேனலின் வகையைப் பொறுத்து, அவை N- சேனல் மற்றும் P- சேனல் என வகைப்படுத்தலாம். இந்த வெவ்வேறு வகையான MOSFETகள் வெவ்வேறு பயன்பாட்டுக் காட்சிகளில் அவற்றின் சொந்த நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன.

சுருக்கமாக, MOSFET இன் செயல்பாட்டுக் கொள்கையானது கேட் சோர்ஸ் மின்னழுத்தத்தின் மூலம் கடத்தும் சேனலின் உருவாக்கம் மற்றும் மாற்றத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதாகும், இது வடிகால் மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. அதன் உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு, குறைந்த வெளியீட்டு மின்மறுப்பு, நிலையான மின்னோட்டம் மற்றும் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை ஆகியவை மின்னணு சுற்றுகளில் MOSFET களை ஒரு முக்கிய அங்கமாக ஆக்குகின்றன.