Hvad er Depletion Mode MOSFET: Fungerer og dens applikationer

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Metal-oxid-halvleder-felteffekttransistoren el MOSFET er en spændingsstyret enhed, der er konstrueret med terminaler som source, drain, gate & body for at forstærke eller skifte spændinger inden for kredsløb og er også flittigt brugt i IC'er til digitale applikationer. Disse bruges også i analoge kredsløb som forstærkere og filtre. MOSFET'er er hovedsageligt designet til at overvinde ulemperne ved FAKTA som høj drænmodstand, moderat indgangsimpedans og langsom drift. MOSFET'er er to typer forbedringstilstand og udtømningstilstand. Denne artikel diskuterer en af ​​typerne af MOSFET nemlig udtømningstilstand MOSFET – typer, arbejde med applikationer.


Hvad er Depletion Mode MOSFET?

En MOSFET, der normalt tænder uden at påføre nogen gate-spænding, når du tilslutter, er kendt som en depletion mode MOSFET. I denne MOSFET er strømstrømmen fra drænterminalen til kilden. Denne type MOSFET er også kendt som normalt på enheden.



Når en spænding er påført ved MOSFET'ens gateterminal, vil afløbet til kildekanalen blive mere resistivt. Når gate-source spændingen øges mere, vil strømmen af ​​strøm fra drænet til kilden reduceres, indtil strømmen af ​​strøm fra drænet til kilden stopper.

Se venligst dette link for at vide mere om MOSFET som switch



Depletion Mode MOSFET-symbol

Depletion mode MOSFET symboler for p-kanal og n-kanal er vist nedenfor. I disse MOSFET'er repræsenterer pilesymbolerne typen af ​​MOSFET som P-type eller N-type. Hvis pilsymbolet er inde i retningen, er det n-kanal, og hvis pilesymbolet er udenfor, så er det p-kanal.

  Udtømning MOSFET-symboler
Udtømning MOSFET-symboler

Hvordan virker udtømningstilstand MOSFET?

Udtømnings-MOSFET er aktiveret som standard. Her er source & drain klemmer forbundet fysisk. For at forstå, hvordan MOSFET'en fungerer, lad os forstå typerne af depletion MOSFET.

Typer af udtømningstilstand MOSFET

Det Depletion mode MOSFET struktur varierer afhængigt af typen. MOSFET'erne er to typer p-kanal udtømningstilstand og n-kanal udtømningstilstand. Så hver type udtømningstilstand MOSFET-struktur og dens funktion er diskuteret nedenfor.

N-kanal udtømning MOSFET

Strukturen af ​​N-Channel Depletion MOSFET er vist nedenfor. I denne type depletion MOSFET er kilden og drænet forbundet med en lille strimmel af N-type halvleder. Substratet, der anvendes i denne MOSFET, er en halvleder af P-typen, og elektroner er de fleste ladningsbærere i denne type MOSFET. Her er source & drain kraftigt dopet.

N-kanal udtømningstilstand MOSFET konstruktionen er den samme sammenlignet med forbedringstilstand n kanal MOSFET, bortset fra at dens funktion er forskellig. Mellemrummet mellem source- og drænterminalerne er sammensat af urenheder af n-typen.

  N Kanaludtømning MOSFET
N Kanaludtømning MOSFET

Når vi anvender en potentialforskel mellem begge terminaler som source & drain, strømmer strømmen gennem hele n-regionen af ​​substratet. Når en negativ spænding påføres ved gateterminalen på denne MOSFET, vil ladningsbærerne som elektroner blive frastødt og flyttet ned i n-regionen under det dielektriske lag. Så ladningsbærerudtømning vil forekomme i kanalen.

Således bliver den samlede kanalledningsevne reduceret. I denne tilstand, når den samme spænding er påført ved GATE-terminalen, vil drænstrømmen blive reduceret. Når den negative spænding er øget yderligere, når den pinch-off-tilstand .

Her er dræne strøm styres ved at ændre udtømningen af ​​ladningsbærere i kanalen, så dette kaldes udtømning MOSFET . Her er drænterminalen i et +ve potentiale, gateterminalen er i et -ve potentiale og kilden er på '0' potentiale. Spændingsvariationen mellem dræn til gate er således høj sammenlignet fra source til gate, så udtømningslagets bredde er høj at dræne sammenlignet med kildeterminalen.

P-kanal udtømning MOSFET

I P Channel depletion MOSFET forbinder en lille strimmel halvleder af P-typen kilden og afløbet. Kilden og afløbet er af P-type halvleder, og substratet er af N-type halvleder. De fleste ladebærere er huller.

P-kanal-udtømnings-MOSFET-konstruktionen er helt modsat den n-kanal-depletion-mode MOSFET. Denne MOSFET inkluderer en kanal, der er lavet mellem kilde- og afløbsområde som er stærkt dopet med p-type urenheder. Så i denne MOSFET bruges n-type substratet, og kanalen er p-type som vist i diagrammet.

  P Kanaludtømning MOSFET
P Kanaludtømning MOSFET

Når vi først anvender en +ve-spænding ved MOSFET'ens gateterminal, vil minoritetsladningsbærere som elektroner i p-type-regionen blive tiltrukket på grund af elektrostatisk virkning og danne faste negative urenheder. Så et udtømningsområde vil dannes i kanalen, og følgelig bliver kanalens ledningsevne reduceret. På denne måde styres afløbsstrømmen ved at påføre +ve-spænding ved gateterminalen.

Når vi først anvender en +ve-spænding ved MOSFET'ens gateterminal, vil minoritetsladningsbærere som elektroner i p-type-regionen blive tiltrukket på grund af elektrostatisk virkning og danne faste negative urenhedsioner. Så et udtømningsområde vil dannes i kanalen, og følgelig bliver kanalens ledningsevne reduceret. På denne måde styres afløbsstrømmen ved at påføre +ve-spænding ved gateterminalen.

For at aktivere denne type depletion type MOSFET, skal gate-spændingen være 0V, og drain-strømværdien er stor, så transistoren vil være i det aktive område. Så endnu en gang for at tænde for denne MOSFET, gives +ve spænding ved kildeterminalen. Så med tilstrækkelig positiv spænding og ingen spænding påført ved basisterminalen, vil denne MOSFET være i maksimal drift og har en høj strøm.

For at deaktivere en P-kanal udtømning MOSFET, er der to måder, du kan afbryde bias positive spænding, som driver afløbet ellers kan du anvende en -ve spænding til gate terminalen. Når en -ve spænding er tilført til gateterminalen, vil strømmen blive reduceret. Efterhånden som gatespændingen bliver mere negativ, reduceres strømmen indtil afskæring, så vil MOSFET være i 'OFF'-tilstand. Så dette stopper en stor kilde for at dræne strøm.

Så når mere -ve spænding er leveret til gateterminalen på denne MOSFET, så vil denne MOSFET lede mindre og mindre strøm vil være der over source-drain terminalen. Når gatespændingen når en vis -ve spændingstærskel, slukker den for transistoren. Så -ve spænding slukker for transistoren.

Egenskaber

Det dræn MOSFET-egenskaber diskuteres nedenfor.

Drænkarakteristika for N-kanals udtømning MOSFET

Drain-egenskaberne for n-kanals udtømnings-MOSFET er vist nedenfor. Disse karakteristika er plottet mellem VDS og IDSS. Når vi bliver ved med at øge VDS-værdien, vil ID'et stige. Efter en vis spænding bliver drænstrøm-ID konstant. Mætningsstrømværdien for Vgs = 0 kaldes IDSS.

Når den påførte spænding er negativ, og så vil denne spænding ved gateterminalen skubbe ladningsbærerne som elektroner til substratet. Og også huller i dette p-type substrat vil blive tiltrukket af disse elektroner. Så på grund af denne spænding vil elektronerne i kanalen blive rekombineret med huller. Hastigheden af ​​rekombinationen vil afhænge af den påførte negative spænding.

  Drænkarakteristika for N-kanal MOSFET
Drænkarakteristika for N-kanal MOSFET

Når vi øger denne negative spænding, vil rekombinationshastigheden også stige, hvilket vil mindske antallet. af elektroner til rådighed inden for denne kanal og vil reducere strømstrømmen effektivt.

når vi observerer ovenstående karakteristika, ses det, at når VGS-værdien bliver mere negativ, så vil drænstrømmen falde. Ved en bestemt spænding vil denne negative spænding blive nul. Denne spænding er kendt som pinch-off spænding.

Denne MOSFET virker også for den positive spænding, så når vi anvender den positive spænding ved gateterminalen, vil elektronerne blive tiltrukket af N-kanal. Så nej. af elektroner i denne kanal vil stige. Så strømmen inden for denne kanal vil stige. Så for den positive Vgs-værdi vil ID'et være endnu mere end IDSS.

Overførselskarakteristika for N-kanals udtømning MOSFET

Overførselskarakteristikaene for N-kanals udtømnings-MOSFET er vist nedenfor, som ligner JFET. Disse karakteristika definerer hovedforholdet mellem ID og VGS for den faste VDS-værdi. For de positive VGS-værdier kan vi også få ID-værdien.

Så på grund af det vil kurven i karakteristikkerne strække sig til højre. Når VGS-værdien er positiv, vil no. af elektroner i kanalen vil stige. Når VGS er positiv, er denne region forbedringsregionen. På samme måde, når VGS er negativ, er denne region kendt som udtømningsregionen.

  Depletion MOSFET N-kanaloverførselskarakteristika
N-kanal Depletion MOSFET  Overførselskarakteristika

Hovedforholdet mellem ID og Vgs kan udtrykkes gennem ID = IDSS (1-VGS/VP)^2. Ved at bruge dette udtryk kan vi finde ID-værdien for Vgs.

Drænkarakteristika for P-kanaldepletion MOSFET

Drain-karakteristikaene for P-kanal-udtømnings-MOSFET er vist nedenfor. Her er VDS-spændingen negativ, og Vgs-spændingen er positiv. Når vi bliver ved med at øge Vgs'en, vil Id (drænstrøm) falde. Ved pinch-off-spændingen bliver denne Id (drænstrøm) nul. Når først VGS er negativ, vil ID-værdien være endnu højere end IDSS.

Overførselskarakteristika for P-kanaldepletion MOSFET

Overførselskarakteristikaene for P-kanaludtømnings-MOSFET er vist nedenfor, som er et spejlbillede af n-kanaludtømnings-MOSFET-overførselskarakteristika. Her kan vi observere, at drænstrømmen øges i den positive VGS-region fra afskæringspunktet indtil IDSS, og derefter fortsætter den med at stige, når den negative VGS-værdi stiger.

  Drain & Transfer Karakteristika af P-kanal Depletion MOSFET
Drain & Transfer Karakteristika af P-kanal Depletion MOSFET

Ansøgninger

Depletion MOSFET-applikationerne inkluderer følgende.

  • Denne udtømnings-MOSFET kan bruges i konstant strømkilde og lineære regulatorkredsløb som en passere transistor .
  • Disse bruges i vid udstrækning i et startstrømforsyningskredsløb.
  • Normalt er disse MOSFET'er tændt, når der ikke er påført spænding, hvilket betyder, at de kan lede strøm under normale forhold. Dette bruges således i digitale logiske kredsløb som belastningsmodstand.
  • Disse bruges til flyback-kredsløb inden for PWM IC'er.
  • Disse bruges i Telecom Switche, Solid State-relæer og mange flere.
  • Denne MOSFET bruges i spændingsfejende kredsløb, strømovervågningskredsløb, led-array-driverkredsløb osv.

Dette er således en oversigt over en udtømningstilstand MOSFET – fungerer med ansøgninger. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en forbedringstilstand MOSFET?