MOSFET ishlash principi

1. Киритма

MOSFET (Metal-Oksid-Semiconductor Kampaniya Elektromagnit Trafikatori) — bu sovremal elektron mualiflarida keng qo'llaniladigan kampaniya elektromagnit trafikatori. U elektr to'kining yoqishini yoki o'chirilishini boshqaradi, elektr maydonini qo'llab-quvvatlash yoki bloklash orqali conductiv kanalni shakllantiradi. MOSFET lar o'zgaruvchan kontrollar bilan, past energiya sarflash bilan va tez yoqish-tez o'chirish tezligi bilan, digital va analog tizimlarda muhim hissa bo'lib ketgan.

2. Struktura

MOSFET tipik ravishda quyidagi qismlardan iborat:

Qiroq: Metal yoki polisilikondan iborat elektrode, bu semikonduktor bilan dielektrik tabaka (umuman siklik bilan siklik oksidi SiO₂) orqali ajratilgan.

Manba va Drain: P-type semikonduktor substractda joylashtirilgan ikki ta tezga dopirlangan N-type regional.

Jismoniy qism (Substrat): Oddiy holatda P-namunali semiqavatli. Ehtimol ro'yxatdagi bir nechta shakllarda jismoniy qism manba bilan ulanadi, shuning uchun sabit potentsial saqlanadi va jismoniy ta'sirni yopishga yordam beradi.

3. Ish principi

MOSFET, agar qap malumotlar to'plami manbaga nisbatan sharqqa o'tkazilgan bo'lsa, manba va sink orasida o'tkazuvchan kanal shakllantirilishi yoki shakllantirilmayishi asosida ishlaydi.

3.1 Ochiq holat

Agar qap voltaji 0 V yoki chegaraviy voltajdan (Vth) past bo'lsa:

P-turli substratning sirtida provodnik kanal yuzaga kelmaydi.

Manba va drain orasida baland impeditansi mavjud, natijada hamp tonna to'k sinovi yo'q.

MOSFET "o'chirilgan" holatda, ochiq peremka kabi ishlaydi.

3.2 Yoqilgan holat

Agar gat qismani voltaji (VGS) chegaraviy voltajdan oshsa (VGS > Vth):

Shakllashgan vertikal elektr ikhtiyozi sharjdielotik qattiq orqasida joylashgan.

Ushbu ikhtiyoj P-namunali pastkatta elektronlarni semikonduktor sirtiga olib keladi va jumladan bo‘sh joylarni suratlaydi, N-namunalik tesirni yaratib beradi.

Ushbu provodnik kanali manba bilan sink ni ulaydi va sinkdan manbagacha (konvensiya arus yo‘nalishi asosida) arus o‘tkazishga ruxsat beradi.

4. Asosiy xususiyatlari

MOSFET-lar quyidagi elektr xususiyatlarga ega:

Kuchlanish bilan boshqariladigan qurilma: To'lqin darvoza kuchlanmasi bilan tartibga solinadi va izolyatsiya qiluvchi darvoza oksidi tufayli darvoza oqimi deyarli o'tmaydi, natijada juda past statik quvvat sarfi mavjud.

Tez o'zgaruvchanlik: yuqori chastotali uzluklar, shu jumladan RF va raqamli o'zgaruvchanlik uchun ideal.

Quvvatni kamaytirish: Quvvat faqat oʻzgarish oʻzgarishlari paytida isteʼmol qilinadi, bu esa MOSFETlarni koʻchma va energiya tejaydigan tizimlar uchun moslashtiradi.

5. Qo'llanish sohasi

MOSFETlardan odatda quyidagi sohalarda foydalanadilar:

Raqamli sxemalar: Logika darvozalarida, flip-floplarda va CPUdagi tranzistorlarda kalit sifatida xizmat qiladi.

Аналог жамғарниқлар: Усқадан фойдаланилган куч амплитудалари, манба куёвчилари ва сузув регуляторлари сифатида ишлатилади.

Энергиya босиш тизими: DC-DC конвертерларда, энергия переключачларида ва электромоторнинг бирлаштирилган жамғарниқларида ишлатилади.

6. Xulosa

MOSFET нинг асосий функцияси электрик майдон билан ўзгартиришни босишдир. Капца гатага усқадан берилганда, семикондуктор эътиборлиги йўналтида вақтinchилик проводив канал ҳосил бўлади, ушбу учун ўзгартиришни ёки ўзгартиришни ўчиради. Ушбу механика MOSFET га юксак чечимлилик, паст энергия сарф етиши ва муассасавий электроника ва энергия ўрнокасида кенгашли катта келади.