Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-oxit-bán dẫn hoặc MOSFET là một thiết bị điều khiển bằng điện áp được cấu tạo với các thiết bị đầu cuối như nguồn, cống, cổng & thân để khuếch đại hoặc chuyển đổi điện áp trong mạch và cũng được sử dụng rộng rãi trong các vi mạch cho các ứng dụng kỹ thuật số. Chúng cũng được sử dụng trong các mạch tương tự như bộ khuếch đại và bộ lọc. MOSFET chủ yếu được thiết kế để khắc phục những hạn chế của SỰ THẬT như khả năng chống cống cao, trở kháng đầu vào vừa phải và hoạt động chậm. MOSFET có hai loại chế độ nâng cao và chế độ cạn kiệt. Bài viết này thảo luận về một trong những loại MOSFET cụ thể là chế độ cạn kiệt MOSFET - các loại, làm việc với các ứng dụng.

Chế độ cạn kiệt MOSFET là gì?

MOSFET thường BẬT mà không áp dụng bất kỳ điện áp cổng nào khi bạn kết nối được gọi là MOSFET chế độ cạn kiệt. Trong MOSFET này, dòng điện đi từ cực xả đến nguồn. Loại MOSFET này còn được gọi là bình thường trên thiết bị.

Khi một điện áp được áp dụng tại cực cổng của MOSFET, cống vào kênh nguồn sẽ trở nên có điện trở cao hơn. Khi điện áp nguồn cổng tăng cường nhiều hơn thì dòng điện từ cống đến nguồn sẽ giảm cho đến khi dòng điện từ cống đến nguồn dừng lại.

Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về MOSFET dưới dạng công tắc

Biểu tượng MOSFET Chế độ cạn kiệt

Biểu tượng MOSFET của chế độ cạn kiệt cho kênh p và kênh n được hiển thị bên dưới. Trong các MOSFET này, các ký hiệu mũi tên thể hiện loại MOSFET như kiểu P hoặc kiểu N. Nếu biểu tượng mũi tên là hướng bên trong thì đó là kênh n và nếu biểu tượng mũi tên nằm bên ngoài thì đó là kênh p.

Ký hiệu MOSFET cạn kiệt

Chế độ cạn kiệt MOSFET hoạt động như thế nào?

MOSFET cạn kiệt được kích hoạt theo mặc định. Tại đây, các thiết bị đầu cuối nguồn & cống được kết nối vật lý. Để hiểu hoạt động của MOSFET, chúng ta hãy hiểu các loại MOSFET cạn kiệt.

Các loại chế độ cạn kiệt MOSFET

Các Cấu trúc MOSFET chế độ cạn kiệt thay đổi tùy theo loại. MOSFET có hai loại chế độ làm suy giảm kênh p và chế độ suy giảm kênh n. Vì vậy, từng loại cấu trúc MOSFET chế độ cạn kiệt và hoạt động của nó được thảo luận dưới đây.

MOSFET cạn kiệt kênh N

Cấu trúc của MOSFET cạn kiệt kênh N được hiển thị bên dưới. Trong loại MOSFET cạn kiệt này, nguồn và cống được kết nối bằng một dải nhỏ bán dẫn loại N. Chất nền được sử dụng trong MOSFET này là chất bán dẫn loại P và các điện tử là chất mang điện tích chủ yếu trong loại MOSFET này. Ở đây, nguồn & cống bị pha tạp nhiều.

Cấu trúc MOSFET chế độ suy giảm kênh N cũng giống như so với MOSFET kênh n chế độ nâng cao ngoại trừ hoạt động của nó không giống nhau. Khe hở giữa đầu nối nguồn và đầu nối cống bao gồm các tạp chất loại n.

MOSFET cạn kiệt kênh N

Khi chúng tôi áp dụng một sự khác biệt tiềm năng giữa cả hai thiết bị đầu cuối như nguồn và cống, dòng điện chạy qua toàn bộ vùng n của chất nền. Khi một điện áp âm được đặt vào cực cổng của MOSFET này, các hạt tải điện như electron sẽ bị đẩy lùi và di chuyển xuống trong vùng n dưới lớp điện môi. Vì vậy, sự cạn kiệt của nhà cung cấp dịch vụ sẽ xảy ra trong kênh.

Do đó, độ dẫn tổng thể của kênh bị giảm. Ở điều kiện này, khi cùng một điện áp được áp dụng tại đầu cuối GATE, dòng xả sẽ giảm. Một khi điện áp âm được tăng thêm nữa, nó đạt đến chế độ pinch-off .

Đây cống hiện tại được kiểm soát bằng cách thay đổi sự cạn kiệt của các nhà cung cấp phí trong kênh, do đó, điều này được gọi là cạn kiệt MOSFET . Ở đây, thiết bị đầu cuối cống ở tiềm năng + ve, thiết bị đầu cuối cửa ở tiềm năng -ve & nguồn ở tiềm năng ‘0’. Do đó, sự biến đổi điện áp giữa cống đến cổng cao hơn so với từ nguồn đến cổng, do đó chiều rộng lớp suy giảm để thoát cao hơn so với đầu cuối nguồn.

MOSFET cạn kiệt kênh P

Trong MOSFET suy giảm kênh P, một dải nhỏ bán dẫn loại P kết nối nguồn và nguồn. Nguồn và cống là bán dẫn loại P và chất nền là bán dẫn loại N. Phần lớn các hạt mang điện tích là lỗ trống.

Cấu trúc MOSFET suy giảm kênh p hoàn toàn ngược lại với MOSFET chế độ suy giảm kênh n. MOSFET này bao gồm một kênh được tạo ở giữa nguồn & khu vực thoát nước được pha tạp nhiều với tạp chất loại p. Vì vậy, trong MOSFET này, chất nền loại n được sử dụng và kênh là loại p như thể hiện trong sơ đồ.

MOSFET cạn kiệt kênh P

Khi chúng ta đặt điện áp + ve tại cực cổng của MOSFET, thì các hạt mang điện tích cực tiểu như các electron trong vùng loại p sẽ bị thu hút do tác động tĩnh điện & tạo thành các ion tạp chất âm cố định. Vì vậy, một vùng cạn kiệt sẽ hình thành trong kênh và do đó, độ dẫn của kênh bị giảm. Bằng cách này, dòng xả được kiểm soát bằng cách áp dụng điện áp + ve ở đầu cuối cổng.

Để kích hoạt loại MOSFET loại cạn kiệt này, điện áp cổng phải là 0V và giá trị dòng tiêu lớn để bóng bán dẫn sẽ ở trong vùng hoạt động. Vì vậy, một lần nữa để bật MOSFET này, điện áp + ve được đưa ra ở đầu cuối nguồn. Vì vậy, với đủ điện áp dương và không có điện áp áp dụng ở đầu cuối cơ sở, MOSFET này sẽ hoạt động tối đa và có dòng điện cao.

Để hủy kích hoạt MOSFET cạn kênh P, có hai cách bạn có thể cắt điện áp dương phân cực, cấp nguồn cho bộ xả, nếu không bạn có thể áp dụng điện áp a -ve cho cực cổng. Khi điện áp a -ve được cung cấp cho thiết bị đầu cuối cổng, dòng điện sẽ giảm. Khi điện áp cổng chuyển sang âm hơn, dòng điện giảm cho đến khi cắt, khi đó MOSFET sẽ ở điều kiện ‘TẮT’. Vì vậy, điều này dừng một nguồn lớn để thoát dòng điện.

Vì vậy, một khi điện áp -ve nhiều hơn được cung cấp cho thiết bị đầu cuối cổng của MOSFET này, thì MOSFET này sẽ dẫn dòng điện ít hơn & ít hơn sẽ ở đó qua thiết bị đầu cuối xả nguồn. Khi điện áp cổng đạt được ngưỡng điện áp –ve nhất định, thì nó sẽ tắt bóng bán dẫn. Vì vậy, điện áp -ve tắt bóng bán dẫn.

Đặc điểm

Các đặc điểm cống MOSFET được thảo luận dưới đây.

Đặc điểm thoát nước của kênh N MOSFET cạn kiệt

Các đặc tính tiêu của MOSFET cạn kênh n được hiển thị bên dưới. Những đặc điểm này được vẽ giữa VDS và IDSS. Khi chúng ta tiếp tục tăng giá trị VDS thì ID sẽ tăng lên. Sau một điện áp nhất định, ID dòng xả sẽ trở nên không đổi. Giá trị dòng bão hòa cho Vgs = 0 được gọi là IDSS.

Bất cứ khi nào điện áp được áp dụng là âm, và khi đó điện áp này ở cực cổng sẽ đẩy các hạt mang điện tích như các electron đến chất nền. Và các lỗ trống bên trong chất nền loại p này cũng sẽ bị hút bởi các điện tử này. Vì vậy, do điện áp này, các điện tử trong kênh sẽ được liên kết lại với các lỗ trống. Tốc độ tái kết hợp sẽ phụ thuộc vào điện áp âm được áp dụng.

Đặc tính thoát nước của MOSFET kênh N

Một khi chúng ta tăng điện áp âm này, tỷ lệ tái kết hợp cũng sẽ tăng lên, do đó sẽ giảm số không. của các điện tử có sẵn trong kênh này và sẽ làm giảm dòng điện một cách hiệu quả.

Khi chúng ta quan sát các đặc điểm trên, sẽ thấy rằng khi giá trị VGS càng âm thì dòng tiêu sẽ giảm. Tại một điện áp nhất định, điện áp âm này sẽ trở thành không. Điện áp này được gọi là điện áp tắt.

MOSFET này cũng hoạt động đối với điện áp dương, vì vậy khi chúng ta đặt điện áp dương ở cực cổng thì các điện tử sẽ bị hút vào kênh N. Vì vậy, không. của các điện tử trong kênh này sẽ tăng lên. Vì vậy, dòng chảy hiện tại trong kênh này sẽ tăng lên. Vì vậy, đối với giá trị Vgs dương, ID sẽ thậm chí nhiều hơn IDSS.

Đặc điểm chuyển giao của kênh N cạn kiệt MOSFET

Các đặc tính truyền của MOSFET suy giảm kênh N được trình bày dưới đây tương tự như JFET. Những đặc điểm này xác định mối quan hệ chính giữa ID và VGS cho giá trị VDS cố định. Đối với các giá trị VGS dương, chúng ta cũng có thể lấy giá trị ID.

Vì vậy, do đó, đường cong trong các đặc điểm sẽ kéo dài sang phía bên tay phải. Bất cứ khi nào giá trị VGS là dương, giá trị không. của các điện tử trong kênh sẽ tăng lên. Khi VGS dương thì vùng này là vùng tăng cường. Tương tự, khi VGS âm thì vùng này được gọi là vùng cạn kiệt.

Kênh N cạn kiệt Đặc điểm truyền MOSFET

Mối quan hệ chính giữa ID và Vgs có thể được thể hiện thông qua ID = IDSS (1-VGS / VP) ^ 2. Bằng cách sử dụng biểu thức này, chúng ta có thể tìm thấy giá trị ID cho Vgs.

Đặc điểm thoát nước của MOSFET cạn kiệt kênh P

Các đặc tính thoát của MOSFET suy giảm kênh P được trình bày dưới đây. Ở đây, điện áp VDS là âm và điện áp Vgs là dương. Một khi chúng ta tiếp tục tăng Vgs thì Id (dòng tiêu) sẽ giảm. Ở điện áp ngắt, Id này (dòng xả) sẽ trở thành không. Một khi VGS âm, thì giá trị ID sẽ thậm chí còn cao hơn IDSS.

“k bản đồ sản phẩm của tổng ”

Đặc điểm chuyển giao của kênh P cạn kiệt MOSFET

Các đặc tính truyền của MOSFET suy giảm kênh P được trình bày dưới đây là hình ảnh phản chiếu của các đặc tính truyền MOSFET suy giảm kênh n. Ở đây chúng ta có thể quan sát thấy rằng dòng chảy tăng cường trong vùng VGS tích cực từ điểm cắt cho đến IDSS, và sau đó nó tiếp tục tăng khi giá trị VGS âm tăng lên.

Đặc tính thoát & chuyển của kênh P MOSFET cạn kiệt

Các ứng dụng

Các ứng dụng MOSFET cạn kiệt bao gồm những điều sau đây.

MOSFET cạn kiệt này có thể được sử dụng trong nguồn dòng điện không đổi và mạch điều chỉnh tuyến tính như một bóng bán dẫn vượt qua .
Chúng được sử dụng rộng rãi trong mạch cung cấp điện phụ trợ khởi động.
Thông thường, các MOSFET này được BẬT khi không có điện áp đặt vào, có nghĩa là chúng có thể dẫn dòng trong điều kiện bình thường. Vì vậy, điều này được sử dụng trong các mạch logic kỹ thuật số như Điện trở tải.
Chúng được sử dụng cho các mạch quay lại trong IC PWM.
Chúng được sử dụng trong Thiết bị chuyển mạch viễn thông, Rơle trạng thái rắn, và nhiều loại khác.
MOSFET này được sử dụng trong các mạch quét điện áp, mạch theo dõi dòng điện, mạch điều khiển mảng dẫn, v.v.

Do đó, đây là tổng quan về chế độ cạn kiệt MOSFET - đang hoạt động với các ứng dụng. Đây là một câu hỏi cho bạn, một chế độ nâng cao MOSFET là gì?