Metalloksyd-halvleder-felteffekttransistoren eller MOSFET er en spenningskontrollert enhet som er konstruert med terminaler som source, drain, gate & body for å forsterke eller bytte spenninger i kretser og er også mye brukt i IC-er for digitale applikasjoner. Disse brukes også i analoge kretser som forsterkere og filtre. MOSFET-er er hovedsakelig designet for å overvinne ulempene ved FAKTA som høy dreneringsmotstand, moderat inngangsimpedans og langsom drift. MOSFET-er er to typer forbedringsmodus og utarmingsmodus. Denne artikkelen diskuterer en av typene MOSFET, nemlig utarmingsmodus MOSFET – typer, arbeider med applikasjoner.

Hva er Depletion Mode MOSFET?

En MOSFET som normalt slås PÅ uten å påføre noen portspenning når du kobler til, er kjent som en utarmingsmodus MOSFET. I denne MOSFET går strømmen fra dreneringsterminalen til kilden. Denne typen MOSFET er også kjent som normalt på enheten.

Når en spenning påføres ved gateterminalen til MOSFET, vil dreneringen til kildekanalen bli mer resistiv. Når gate-source spenningen øker mer, vil strømmen av strøm fra avløpet til kilden reduseres til strømstrømmen fra avløpet til kilden stopper.

Vennligst se denne lenken for å vite mer om MOSFET som en bryter

Depletion Mode MOSFET-symbol

MOSFET-symbolene for utarmingsmodus for p-kanal og n-kanal er vist nedenfor. I disse MOSFET-ene representerer pilsymbolene typen MOSFET som P-type eller N-type. Hvis pilsymbolet er innenfor retningen, er det n-kanal og hvis pilsymbolet er utenfor, er det p-kanal.

Uttømming MOSFET-symboler

Hvordan fungerer depletion Mode MOSFET?

Deplesjons-MOSFET er aktivert som standard. Her kobles kilde- og avløpsklemmer fysisk. For å forstå hvordan MOSFET fungerer, la oss forstå typene depletion MOSFET.

Typer depletion Mode MOSFET

De Depletion mode MOSFET struktur varierer avhengig av typen. MOSFET-ene er to typer p-kanal utarmingsmodus og n-kanal utarmingsmodus. Så hver type uttømmingsmodus MOSFET-struktur og dens virkemåte diskuteres nedenfor.

N-kanaldeplesjon MOSFET

Strukturen til N-Channel Depletion MOSFET er vist nedenfor. I denne typen utarmings-MOSFET er kilden og avløpet forbundet med en liten stripe av N-type halvleder. Substratet som brukes i denne MOSFET er en P-type halvleder og elektroner er de fleste ladningsbærere i denne typen MOSFET. Her er kilden & avløpet kraftig dopet.

N-kanals utarmingsmodus MOSFET-konstruksjonen er den samme sammenlignet med forbedringsmodus n-kanals MOSFET, bortsett fra at dens virkemåte er ulik. Gapet mellom kilde- og avløpsterminalene er sammensatt av n-type urenheter.

N Kanalutarming MOSFET

Når vi bruker en potensiell forskjell mellom begge terminalene som source & drain, flyter strømmen gjennom hele n-regionen av underlaget. Når en negativ spenning påføres ved portterminalen til denne MOSFET, vil ladningsbærerne som elektroner bli frastøtt og flyttet ned i n-regionen under det dielektriske laget. Så ladningsbærerutarming vil skje i kanalen.

Dermed blir den totale kanalledningsevnen redusert. I denne tilstanden, når den samme spenningen er påført på GATE-terminalen, vil dreneringsstrømmen reduseres. Når den negative spenningen økes ytterligere, når den klype-av-modus .

Her er tappe strøm styres ved å endre uttømmingen av ladningsbærere i kanalen, så dette kalles uttømming MOSFET . Her er dreneringsterminalen i et +ve-potensial, portterminalen er i et -ve-potensial og kilden er på '0'-potensial. Spenningsvariasjonen mellom avløp til porten er således høy sammenlignet fra kilde til port, så uttømmingslagets bredde er høy å drenere sammenlignet med kildeterminalen.

P-kanaldeplesjon MOSFET

I P Channel depletion MOSFET forbinder en liten stripe med halvleder av P-type kilden og avløpet. Kilden og avløpet er av P-type halvleder og substratet er av N-type halvleder. De fleste ladebærere er hull.

P-kanal uttømming MOSFET-konstruksjonen er helt motsatt av n-kanal utarmingsmodus MOSFET. Denne MOSFET inkluderer en kanal som er laget mellom kilde- og avløpsregion som er kraftig dopet med p-type urenheter. Så i denne MOSFET brukes n-type substratet og kanalen er p-type som vist i diagrammet.

“bruker op amp som komparator ”

P Kanalutarming MOSFET

Når vi bruker en +ve-spenning ved MOSFETs gateterminal, vil minoritetsladningsbærere som elektroner i p-type-regionen bli tiltrukket på grunn av elektrostatisk virkning og danne faste negative urenheter. Så et uttømmingsområde vil dannes i kanalen og følgelig reduseres konduktiviteten til kanalen. På denne måten styres avløpsstrømmen ved å legge på +ve-spenning ved portterminalen.

For å aktivere denne typen utarmingstype MOSFET, må gatespenningen være 0V og drainstrømverdien er stor slik at transistoren vil være i det aktive området. Så, igjen for å slå på denne MOSFET, er +ve spenning gitt ved kildeterminalen. Så med nok positiv spenning og ingen spenning påført på basisterminalen, vil denne MOSFET være i maksimal drift og har høy strøm.

For å deaktivere en P-kanal depletion MOSFET, er det to måter du kan kutte av den positive biasspenningen, som driver dreneringen ellers kan du legge på en -ve spenning til portterminalen. Når en -ve-spenning er gitt til portterminalen, vil strømmen reduseres. Ettersom portspenningen blir mer negativ, reduseres strømmen til avskjæring, da vil MOSFET være i 'AV'-tilstand. Så dette stopper en stor kilde for å tappe strøm.

Så, når mer -ve-spenning er gitt til portterminalen til denne MOSFET, vil denne MOSFET lede mindre og mindre strøm vil være der over source-drain terminalen. Når portspenningen når en viss spenningsterskel, slår den av transistoren. Så, -ve spenning slår av transistoren.

Kjennetegn

De tømme MOSFET-egenskaper er omtalt nedenfor.

Drain Karakteristikk av N-kanal Depletion MOSFET

Drain-karakteristikkene til n-kanals utarmings-MOSFET er vist nedenfor. Disse egenskapene er plottet mellom VDS og IDSS. Når vi fortsetter å øke VDS-verdien, vil ID-en øke. Etter en viss spenning vil dreneringsstrømmens ID bli konstant. Metningsstrømverdien for Vgs = 0 kalles IDSS.

Når spenningen som påføres er negativ, og da vil denne spenningen ved portterminalen skyve ladningsbærerne som elektroner til underlaget. Og også hull i dette p-type substratet vil bli tiltrukket av disse elektronene. Så på grunn av denne spenningen vil elektronene i kanalen bli rekombinert med hull. Hastigheten på rekombinasjonen vil avhenge av den negative spenningen som påføres.

Dreneringsegenskaper til N-kanals MOSFET

Når vi øker denne negative spenningen, vil rekombinasjonshastigheten også øke, noe som vil redusere antallet. av elektroner tilgjengelig i denne kanalen og vil redusere strømstrømmen effektivt.

når vi observerer egenskapene ovenfor, ser vi at når VGS-verdien blir mer negativ, vil avløpsstrømmen avta. Ved en viss spenning vil denne negative spenningen bli null. Denne spenningen er kjent som pinch-off spenning.

Denne MOSFET fungerer også for den positive spenningen, så når vi legger på den positive spenningen ved portterminalen, vil elektronene bli tiltrukket av N-kanal. Så nei. av elektroner i denne kanalen vil øke. Så strømstrømmen i denne kanalen vil øke. Så for den positive Vgs-verdien vil ID-en være enda mer enn IDSS.

Overføringskarakteristikk av N-kanals uttømming MOSFET

Overføringskarakteristikkene til N-kanals uttømming MOSFET er vist nedenfor som ligner på JFET. Disse egenskapene definerer hovedforholdet mellom ID og VGS for den faste VDS-verdien. For de positive VGS-verdiene kan vi også få ID-verdien.

Så på grunn av det vil kurven i karakteristikkene strekke seg til høyre side. Når VGS-verdien er positiv, vil no. av elektroner i kanalen vil øke. Når VGS er positiv, er denne regionen forbedringsregionen. På samme måte, når VGS er negativ, er denne regionen kjent som uttømmingsregionen.

Uttømming MOSFET N-kanaloverføringsegenskaper

N-kanals uttømming MOSFET overføringsegenskaper

Hovedforholdet mellom ID og Vgs kan uttrykkes gjennom ID = IDSS (1-VGS/VP)^2. Ved å bruke dette uttrykket kan vi finne ID-verdien for Vgs.

Drain Karakteristikk av P-kanal Depletion MOSFET

Dreneringskarakteristikkene til P-kanaldepletering MOSFET er vist nedenfor. Her er VDS-spenningen negativ og Vgs-spenningen positiv. Når vi fortsetter å øke Vgs, vil Id (drain current) reduseres. Ved pinch-off-spenningen vil denne Id (drain-strømmen) bli null. Når VGS er negativ, vil ID-verdien være enda høyere enn IDSS.

Overføringskarakteristikk for P-kanaldeplesjon MOSFET

Overføringskarakteristikkene til P-kanaluttømmings-MOSFET er vist nedenfor som er et speilbilde av n-kanalutarmings-MOSFET-overføringskarakteristikk. Her kan vi observere at drenstrømmen øker i den positive VGS-regionen fra grensepunktet til IDSS, og deretter fortsetter den å øke når den negative VGS-verdien øker.

Drenerings- og overføringskarakteristikk for P-kanaldeplesjon MOSFET

applikasjoner

Depletion MOSFET-applikasjonene inkluderer følgende.

Denne utarmings-MOSFET kan brukes i konstantstrømkilde og lineære regulatorkretser som en passere transistor .
Disse er mye brukt i en oppstartende hjelpestrømforsyningskrets.
Normalt er disse MOSFET-ene slått PÅ når det ikke tilføres spenning, noe som betyr at de kan lede strøm under normale forhold. Dermed brukes dette i digitale logiske kretser som belastningsmotstand.
Disse brukes for flyback-kretser innenfor PWM IC-er.
Disse brukes i Telecom Switches, Solid State-reléer og mange flere.
Denne MOSFET-en brukes i spenningssveiende kretser, strømovervåkingskretser, led-array-driverkretser, etc.

Dermed er dette en oversikt over en uttømmingsmodus MOSFET – fungerer med søknader. Her er et spørsmål til deg, hva er en forbedringsmodus MOSFET?