Điện dẫn truyền của E – mosfet

E- mosfet đã trở nên cực kỳ quan trọng trong điện tử kỹ thuật số. Hãy cùng tìm hiểu điện dẫn truyền của E-mosfet qua bài viết sau:

1. Xây dựng một E – mosfet

Sự khác biệt chính giữa việc xây dựng De-mosfet và E-mosfet, như chúng ta thấy từ các số liệu được đưa ra bên dưới chất nền E – mosfet kéo dài đến tận silicon dioxide (SiO 2 ) và không có kênh nào được pha tạp giữa nguồn và cống. Các kênh được tạo ra bằng điện trong các mosfet này, khi điện áp nguồn cổng V GS dương được đặt vào nó.

 

2. Hoạt động của E- mosfet:

Mosfet này chỉ hoạt động ở chế độ tăng cường và không có chế độ cạn kiệt. Nó hoạt động với điện áp cổng dương lớn. Nó không tiến hành khi điện áp nguồn cổng V GS = 0. Đây là lý do mà nó được gọi là mosfet tắt thông thường. Trong các dòng mosfet này, dòng I D chỉ chảy khi V GS vượt quá V GST [ điện áp ngưỡng cửa nguồn ].

 

Khi cống được đặt với điện áp dương liên quan đến nguồn và không có tiềm năng nào được đặt vào cổng hai vùng N và một đế P từ hai điểm nối PN được nối ngược trở lại với điện trở của đế P. Vì vậy, một dòng chảy rất nhỏ đó là, dòng chảy rò ngược. Nếu chất nền loại P bây giờ được kết nối với thiết bị đầu cuối nguồn, thì có điện áp bằng 0 trên đường giao nhau của chất nền nguồn và đường nối – đế thoát nước vẫn bị phân cực ngược.

 

Khi cổng được làm dương đối với nguồn và chất nền, các hạt mang điện tích âm (nghĩa là thiểu số) trong đế được thu hút vào cổng dương và tích tụ gần bề mặt của đế. Khi điện áp cổng tăng lên, ngày càng nhiều electron tích tụ dưới cổng. Vì các electron này không thể chảy qua lớp silicon dioxide cách điện đến cổng, vì vậy chúng tích tụ ở bề mặt của chất nền ngay dưới cổng. Các kênh mang điện tích thiểu số tích lũy này kênh N -type trải dài từ cống đến nguồn. Khi điều này xảy ra, một kênh được tạo ra bằng cách hình thành cái được gọi là lớp đảo ngược(Loại N). Bây giờ một dòng chảy bắt đầu chảy. Cường độ của dòng thoát phụ thuộc vào điện trở kênh, do đó, phụ thuộc vào số lượng sóng mang điện tích được thu hút vào cổng dương. Do đó, cống hiện tại được kiểm soát bởi tiềm năng cổng.

Do độ dẫn của kênh được tăng cường bởi độ lệch dương trên cổng nên thiết bị này còn được gọi là MOSFET cải tiến hoặc E – mosfet.

 

Giá trị tối thiểu của cửa-to-nguồn điện áp V GS đó là cần thiết để tạo thành lớp đảo ngược (N-type) được gọi là cổng-to-nguồn điện áp ngưỡng V GST . Đối với V GS dưới V GST , dòng xả I D = 0. Nhưng đối với V GS vượt quá V GST, lớp đảo ngược loại N kết nối nguồn để thoát và dòng thoát I D lớn. Tùy thuộc vào thiết bị đang được sử dụng, V GST có thể thay đổi từ dưới 1 V đến hơn 5 V.

 

3. Đặc điểm của E – mosfet.

Các đặc tính thoát nước của E-mosfet kênh N được thể hiện trong hình. Đường cong thấp nhất là đường cong V GST . Khi V GS nhỏ hơn V GST , I D xấp xỉ bằng không. Khi V GS lớn hơn V GST , thiết bị sẽ bật và dòng xả I D được điều khiển bởi điện áp cổng. Các đường cong đặc trưng có các phần gần như dọc và gần như ngang. Các thành phần gần như thẳng đứng của các đường cong tương ứng với vùng ohmic và các thành phần nằm ngang tương ứng với vùng hiện tại không đổi. Do đó, E-MOSFET có thể được vận hành ở một trong hai khu vực này, tức lànó có thể được sử dụng như một điện trở biến điện áp (WR) hoặc như một nguồn dòng không đổi.

 

Hình cho thấy một đường cong xuyên dẫn điển hình. IDSS hiện tại ở VGS <= 0 là rất nhỏ, theo thứ tự của một vài ampe nano. Khi V GS được làm cho dương, dòng thoát I D ban đầu tăng chậm, và sau đó nhanh hơn nhiều với sự gia tăng của V GS . Nhà sản xuất đôi khi chỉ ra điện áp ngưỡng nguồn cổng V GST mà tại đó dòng xả I D đạt được một số giá trị nhỏ xác định, giả sử 10 u A. Dòng I D (0N , tương ứng với giá trị tối đa được đưa ra cho các đặc tính cống và các giá trị của V GS cần thiết để cung cấp cho V Gs QN hiện tại này cũng thường được đưa ra trên bảng dữ liệu của nhà sản xuất.

4. Biểu tượng sơ đồ của EMOSFE.

 

Các ký hiệu sơ đồ cho E-mosfet kênh N được hiển thị trong hình. Đối với giá trị 0 của V GS , E – mosfet bị TẮT vì không có kênh dẫn giữa nguồn và cống. Mỗi biểu tượng sơ đồ hiển thị trong hình, có dòng kênh bị hỏng để biểu thị điều kiện TẮT thông thường này. Như chúng ta biết rằng đối với V GS vượt quá ngưỡng điện áp V GST, một lớp đảo ngược loại N, kết nối nguồn để thoát, được tạo. Trong mỗi ký hiệu sơ đồ, mũi tên chỉ vào lớp đảo ngược này, hoạt động giống như một kênh N khi thiết bị đang tiến hành. Trong mỗi trường hợp, thực tế là thiết bị có cổng cách điện được chỉ định bởi cổng không tiếp xúc trực tiếp với kênh. Biểu tượng sơ đồ hiển thị trong hình cho thấy nguồn và chất nền được kết nối bên trong, trong khi biểu tượng khác trong hình cho thấy kết nối cơ chất được tách ra khỏi nguồn.

5. Công thức điện dẫn truyền của E – mosfet

Các ký hiệu sơ đồ cho E – mosfet kênh P cũng được hiển thị. Trong những trường hợp này, mũi tên chỉ ra ngoài.

Do công thức tính dòng điện thoát ID theo VGS của E – mosfet khác với JFET và De- mosfet nên điện dẫn truyền của nó cũng khác.

Trong đó:

gm: là điện dẫn truyền của E – mosfet cho tín hiệu nhỏ.

K: là hằng số với đơn vị Amp/volt2.

ID: Dòng diện phân cực cực thoát D.

Ta thấy gm tùy thuộc vào dòng điện thoát ID, nếu gọi gm1 là điện dẫn truyền của E – mosfet ứng với dòng thoát ID1 và gm2 là điện dẫn truyền của E – mosfet ứng với dòng thoát ID2.