N Channel MOSFET: Krets, arbeid, forskjeller og dens applikasjoner

MOSFET er en slags transistor og kalles også IGFET (Insulated Gate Field Effect Transistor) eller MIFET (Metal Insulator Field Effect Transistor). I en MOSFET , er kanalen og porten separert gjennom et tynt SiO2-lag og de danner en kapasitans som endres med portspenningen. Så MOSFET fungerer som en MOS-kondensator som styres gjennom inngangsporten til kildespenningen. Dermed kan MOSFET også brukes som en spenningsstyrt kondensator. Strukturen til MOSFET er lik MOS-kondensatoren fordi silisiumbasen i denne kondensatoren er p-type.

Disse er klassifisert i fire typer p-kanalforbedring, n-kanalforbedring, p-kanalutarming og n-kanalutarming. Denne artikkelen diskuterer en av typene MOSFET som N-kanal MOSFET – jobbe med applikasjoner.

Hva er N Channel MOSFET?

En type MOSFET der MOSFET-kanalen er sammensatt av et flertall av ladningsbærere som strømbærere som elektroner er kjent som N-kanal MOSFET. Når denne MOSFET er PÅ, vil flertallet av ladebærere bevege seg gjennom kanalen. Denne MOSFET er en kontrast til P-Channel MOSFET.

Denne MOSFET inkluderer N - kanalregionen som er plassert i midten av kilde- og avløpsterminalene. Det er en tre-terminal enhet hvor terminalene som G (gate), D (drain), og S (kilde). I denne transistoren er kilden og avløpet sterkt dopet n+-region og kroppen eller underlaget er av P-type.

Jobber

Denne MOSFET inkluderer en N-kanal region som er plassert i midten av kilde- og avløpsterminalene. Det er en tre-terminal enhet hvor terminalene er G (gate), D(drain) og S (kilde). I denne FET er kilden og avløpet sterkt dopet n+-region og kroppen eller underlaget er av P-type.

Her skapes kanalen ved ankomst av elektroner. +ve-spenningen tiltrekker seg også elektroner fra både n+ kilde- og avløpsregionene inn i kanalen. Når en spenning påføres mellom avløpet og kildene, flyter strømmen fritt mellom kilden og avløpet, og spenningen ved porten kontrollerer ganske enkelt ladningsbærerne elektronene i kanalen. Tilsvarende, hvis vi påfører -ve spenning ved portterminalen, dannes det en hullkanal under oksidlaget.

N-kanal MOSFET-symbol

N-kanals MOSFET-symbolet vises nedenfor. Denne MOSFET inkluderer tre terminaler som source, drain og gate. For n-kanals mosfet er pilsymbolets retning innover. Så, pilsymbolet spesifiserer kanaltypen som P-kanal eller N-kanal.

N-kanal MOSFET-krets

De kretsskjema for styring av en børsteløs likestrømsvifte ved bruk av N-kanals mosfet og Arduino Uno rev3 er vist nedenfor. Denne kretsen kan bygges med et Arduino Uno rev3-kort, n-kanals mosfet, en børsteløs likestrømsvifte og tilkoblingsledninger.

MOSFET-en som brukes i denne kretsen er 2N7000 N-kanals MOSFET, og den er av forbedringstype, så vi bør sette utgangspinnen til Arduino til høy for å gi strøm til viften.

Tilkoblingene til denne kretsen følger som;

• Koble kildepinnen til MOSFET til GND
• Gatepinnen til MOSFET er koblet til pinne 2 på Arduino.
• Dreneringspinnen til MOSFET til den svarte fargetråden til viften.
• Den røde fargetråden til den børsteløse likestrømviften er koblet til brødbrettets positive skinne.
• En ekstra tilkobling må gis fra Arduino 5V-pinnen til breadboardets positive skinne.

Vanligvis brukes en MOSFET for å bytte og forsterke signaler. I dette eksemplet brukes denne mosfet som en bryter som inkluderer tre terminaler som gate, source & drain. n-kanals MOSFET er en type spenningskontrollert enhet, og disse MOSFET-ene er tilgjengelige i to typer forbedrings-mosfet og depletion-mosfet.

Vanligvis er en forsterket MOSFET av når Vgs (gate-kildespenning) er 0V, derfor bør en spenning tilføres portterminalen slik at strømmen flyter gjennom drain-source-kanalen. Mens utarmings-MOSFET vanligvis slås på når Vgs (gate-kildespenning) er 0V slik at strømmen flyter gjennom avløpet til kildekanalen inntil en +ve-spenning er gitt ved portterminalen.

Kode

void setup() {
// legg inn oppsettkoden din her, for å kjøre én gang:
pinMode(2, OUTPUT);

}

void loop() {
// legg inn hovedkoden din her, for å kjøre gjentatte ganger:
digitalWrite(2, HØY);
forsinkelse(5000);
digitalWrite(2, LOW);
forsinkelse(5000);
}

Når 5V-tilførselen blir gitt til gateterminalen til mosfet, vil den børsteløse likestrømsviften bli slått PÅ. På samme måte, når 0v er gitt til gateterminalen til mosfet, vil viften slås AV.

Typer N-kanals MOSFET

N-kanal MOSFET er en spenningskontrollert enhet som er klassifisert i to typer forbedringstype og utarmingstype.

N Channel Enhancement MOSFET

En forbedringstype N-kanal MOSFET er vanligvis av når gate-til-kilde-spenningen er null volt, og derfor bør det tilføres en spenning til gateterminalen slik at strøm tilføres gjennom drain-source-kanalen.

Virkemåten til n-kanalforbedrings-MOSFET er den samme som forbedrings-p-kanal-MOSFET bortsett fra konstruksjonen og driften. I denne typen MOSFET kan et p-type substrat som er lett dopet danne enhetens kropp. Kilde- og avløpsområdene er kraftig dopet med n-type urenheter.

Her er kilden og kroppen vanligvis koblet til jordterminalen. Når vi påfører en positiv spenning til portterminalen, vil minoritetsladningsbærerne av p-type substrat tiltrekke seg mot portterminalen på grunn av positiviteten til porten og ekvivalent kapasitiv effekt.

De fleste ladningsbærere som elektroner og minoritetsladningsbærere av p-type substrat vil bli tiltrukket mot portterminalen slik at den danner et negativt, udekket ionlag under det dielektriske laget ved å rekombinere elektroner med hull.

Hvis vi øker den positive portspenningen kontinuerlig, vil rekombinasjonsprosessen bli mettet etter terskelspenningsnivået, og ladningsbærere som elektroner vil begynne å bygge seg opp på stedet for å danne en fri elektronledende kanal. Disse frie elektronene vil også komme fra den sterkt dopede kilden og drenere området av n-type.

Hvis vi legger på +ve-spenning ved dreneringsterminalen, vil strømmen være der i hele kanalen. Så kanalmotstanden vil avhenge av de frie ladningsbærerne som elektroner i kanalen, og igjen vil disse elektronene avhenge av enhetens portpotensial i kanalen. Når konsentrasjonen av frie elektroner danner kanalen, og strømmen av strøm gjennom kanalen vil bli forbedret på grunn av økningen i portspenning.

N Kanalutarming MOSFET

Vanligvis aktiveres denne MOSFET når spenningen ved porten til kilden er 0V, derfor tilføres strøm fra avløpet til kildekanalen inntil en positiv spenning tilføres ved porten (G)-terminalen. N-kanals utarmings-MOSFET-funksjonen er forskjellig sammenlignet med n-kanals-forbedrings-MOSFET. I denne MOSFET er substratet som brukes en p-type halvleder.

I denne MOSFET er både source- og drain-regionene sterkt dopede n-type halvledere. Gapet mellom både kilde- og avløpsområdene er diffunderet gjennom n-type urenheter.

Når vi bruker en potensiell forskjell mellom kilde- og avløpsterminaler, flyter strømmen gjennom n-området av underlaget. Når vi påfører en -ve-spenning ved portterminalen, vil ladningsbærerne som elektroner bli opphevet og forskjøvet ned i n-regionen rett under det dielektriske laget av silisiumdioksid.

Følgelig vil det være positive udekkede ionlag under det dielektriske SiO2-laget. Så på denne måten vil en uttømming av ladningsbærere oppstå i kanalen. Dermed vil den totale kanalens ledningsevne bli redusert.

I denne tilstanden, når den samme spenningen påføres ved avløpsterminalen, vil strømmen ved avløpet reduseres. Her har vi observert at avløpsstrømmen kan kontrolleres ved å endre uttømmingen av ladningsbærere i kanalen, så det er kjent som utarmings-MOSFET.

Her er porten i et -ve potensial, drenet er i et +ve potensial og kilden er på '0' potensial. Som et resultat er spenningsforskjellen mer mellom avløp til porten enn kilde til porten, derfor er utarmingslagets bredde mer mot avløpet enn kilden.

Forskjellen mellom N Channel MOSFET og P Channel MOSFET

Forskjellen mellom n-kanal og p-kanal mosfet inkluderer følgende.

Hvordan teste en N-kanals MOSFET

Trinnene involvert i testing av N-kanal MOSFET er diskutert nedenfor.

• For å teste en n-kanals MOSFET, brukes et analogt multimeter. For det må vi plassere knotten i 10K-området.
• For å teste denne MOSFET-en, plasser først den svarte sonden på dreneringspinnen til MOSFET-en og den røde sonden på gatepinnen for å utlade intern kapasitans i MOSFET-en.
• Etter det, flytt den røde fargesonden til kildepinnen mens den svarte sonden fortsatt er på dreneringspinnen
• Bruk høyre finger til å berøre både gate- og dreneringspinnene slik at vi kan observere at pekeren til det analoge multimeteret vil svinge til side til senterområdet til målerens skala.
• Ta bort den røde sonden på multimeteret og også høyre finger fra kildepinnen til MOSFET, og plasser deretter fingeren igjen på den røde sonden og kildepinnen, pekeren vil fortsatt være i midten av multimeterskalaen.
• For å lade den ut, må vi ta bort den røde sonden og bare engangsberøring på portpinnen. Til slutt vil dette utlade igjen den interne kapasitansen.
• Nå må en rød sonde brukes på nytt for å berøre kildepinnen, da vil ikke multimeterets peker avbøyes i det hele tatt som tidligere du har utladet den ved ganske enkelt å berøre gatepinnen.

Kjennetegn

N-kanal MOSFET har to egenskaper som dreneringsegenskaper og overføringsegenskaper.

Avløpsegenskaper

Dreneringsegenskapene til N-kanal mosfet inkluderer følgende.

• Drain-karakteristikkene til n-kanals mosfet er plottet mellom utgangsstrømmen og VDS, som er kjent som Drain to source-spenning VDS.
• Som vi kan se i diagrammet, for forskjellige Vgs-verdier, plotter vi gjeldende verdier. Så vi kan se forskjellige plott av dreneringsstrøm i diagrammet som laveste Vgs-verdi, maksimale Vgs-verdier, etc.
• I de ovennevnte karakteristikkene vil strømmen holde seg konstant etter en viss dreneringsspenning. Derfor kreves minimumsspenning for avløpet til kilden for å fungere MOSFET.
• Så når vi øker 'Vgs', vil kanalbredden økes og noe som resulterer i mer ID (dreneringsstrøm).

Overføringsegenskaper

Overføringsegenskapene til N-kanals mosfet inkluderer følgende.

• Overføringskarakteristikkene er også kjent som transkonduktanskurven som er plottet mellom inngangsspenningen (Vgs) og utgangsstrømmen (ID).
• Til å begynne med, når det ikke er noen port til kildespenning (Vgs), vil svært mindre strøm flyte som i mikroforsterkere.
• Når gate-til-kildespenningen er positiv, øker dreneringsstrømmen gradvis.
• Etterpå er det en rask økning innen avløpsstrøm tilsvarende økning i vgs.
• Drenstrømmen kan oppnås gjennom Id= K (Vgsq- Vtn)^2.

applikasjoner

De applikasjoner av n kanal mosfe t inkludere følgende.

• Disse MOSFET-ene brukes ofte i lavspenningsenhetsapplikasjoner som en full bro og B6-broarrangement ved bruk av motoren og en DC-kilde.
• Disse MOSFET-ene er nyttige for å bytte den negative forsyningen for motoren i motsatt retning.
• En n-kanals MOSFET opererer i metnings- og avskjæringsområder. da fungerer den som en svitsjekrets.
• Disse MOSFETene brukes til å slå LAMPE eller LED til PÅ/AV.
• Disse foretrekkes i høystrømsapplikasjoner.

Altså handler dette om en oversikt over n kanal mosfet – fungerer med søknader. Her er et spørsmål til deg, hva er p channel mosfet?