Lauko{0}}efekto tranzistoriaus veikimo principas

Feb 12, 2026

Palik žinutę

Trumpai tariant, lauko{0}}efekto tranzistoriaus (FET) veikimo principas yra tas, kad „srovės ID, tekanti tarp kanalizacijos ir šaltinio per kanalą, yra valdoma atvirkštinės-priešosios užtvaros įtampa, suformuota pn jungties tarp užtvaro ir kanalo“. Tiksliau, ID srauto kelio plotis, ty kanalo skerspjūvio plotas, yra kontroliuojamas išeikvotojo sluoksnio išsiplėtimo pokyčio, kurį sukelia pn sandūros atvirkštinio poslinkio pokytis. Ne-sotumo srityje, kur VGS=0, pereinamojo sluoksnio išsiplėtimas nėra labai didelis. Pagal elektrinį lauką VDS, taikomą tarp drenažo ir šaltinio, kai kuriuos elektronus šaltinio srityje nutraukia nutekėjimas, ty srovė ID teka iš kanalizacijos į šaltinį. Pereinamasis sluoksnis, besitęsiantis nuo vartų iki kanalizacijos, blokuoja dalį kanalo, todėl ID prisisotina. Ši būsena vadinama prispaudimu{14}}. Tai reiškia, kad pereinamasis sluoksnis blokuoja dalį kanalo, tačiau srovė nėra nutraukta.

 

Pereinamajame sluoksnyje, kadangi nėra laisvo elektronų ir skylių judėjimo, idealiomis sąlygomis jis pasižymi beveik izoliacinėmis savybėmis, o srovė dažniausiai teka labai lėtai. Tačiau šiuo metu elektrinis laukas tarp kanalizacijos ir šaltinio iš tikrųjų yra šalia kanalizacijos ir vartų dugno, kur liečiasi du pereinamieji sluoksniai. Didelės spartos elektronai, traukiami dreifo elektrinio lauko, praeina per pereinamąjį sluoksnį. Kadangi dreifo elektrinio lauko stiprumas išlieka beveik pastovus, atsiranda ID prisotinimas. Antra, VGS keičiasi neigiama kryptimi, todėl VGS=VGS(išjungta), tada pereinamasis sluoksnis apytiksliai apima visą regioną. Be to, didžioji VDS elektrinio lauko dalis taikoma pereinamajam sluoksniui, traukiant elektronus dreifo kryptimi, paliekant tik labai trumpą dalį šalia šaltinio, toliau užkertant kelią srovės tekėjimui.

 

MOS lauko{0}}Efektinio tranzistoriaus maitinimo jungiklio grandinė
MOS lauko-efekto tranzistoriai taip pat žinomi kaip metalo-oksidiniai-puslaidininkiniai lauko-efektiniai tranzistoriai (MOSFET). Paprastai jie būna dviejų tipų: išeikvojimo-režimas ir patobulinimo-režimas. Patobulinimo{8}}režimo MOSFET galima dar skirstyti į NPN ir PNP tipus. NPN tipas paprastai vadinamas N-kanalu, o PNP tipas taip pat vadinamas P-kanalu. N-kanalo lauko-efekto tranzistoriaus (FET) šaltinis ir nutekėjimas yra prijungti prie N-tipo puslaidininkio, o P-kanalo FET šaltinis ir nutekėjimas yra prijungti prie P-tipo puslaidininkio. FET išėjimo srovę valdo įvesties įtampa (arba elektrinis laukas), todėl ji gali būti laikoma minimalia arba jos visai nėra. Dėl to susidaro didelė įvesties varža, todėl ji vadinama lauko{20}efekto tranzistoriumi (FET).

 

Kai į diodą įvedama tiesioginė įtampa (P-gnybtas prie teigiamo, N-gnybtas prie neigiamo), diodas laidi, o srovė teka per jo PN jungtį. Taip yra todėl, kad kai P-tipo puslaidininkiui taikoma teigiama įtampa, N-tipo puslaidininkio neigiami elektronai pritraukiami teigiamos įtampos P-tipo puslaidininkyje, o teigiami elektronai P-tipo puslaidininkyje juda link N- tipo puslaidininkio, taip sukurdami srovę. Panašiai, kai diodui taikoma atvirkštinė įtampa (P-gnybtas prijungtas prie neigiamo gnybto, o N-gnybtas - prie teigiamo gnybto), P- tipo puslaidininkiui taikoma neigiama įtampa. Teigiami elektronai koncentruojasi P-tipo puslaidininkyje, o neigiami elektronai – N-tipo puslaidininkyje. Kadangi elektronai nejuda, per PN sandūrą srovė neteka, o diodas nutrūksta. Kai prie vartų nėra įtampos, kaip analizuota anksčiau, srovė tarp šaltinio ir kanalizacijos neteka, o MOSFET yra išjungtas (7a pav.). Kai teigiama įtampa įvedama į N-kanalo MOS MOSFET vartus, dėl elektrinio lauko neigiami elektronai iš N- tipo puslaidininkio šaltinio ir nutekėjimo pritraukiami prie vartų. Tačiau dėl oksido plėvelės kliūties elektronai kaupiasi P-tipo puslaidininkyje tarp dviejų N-kanalų (žr. 7b pav.), todėl susidaro srovė, o šaltinis ir nutekėjimas tampa laidūs. Galima įsivaizduoti, kad du N{26}tipo puslaidininkiai yra sujungti kanalu, o vartų įtampos nustatymas prilygsta tilto tarp jų tiesimui. Šio tilto dydį lemia vartų įtampa.

 

E

Šioje grandinėje yra patobulinto-režimo P-kanalo MOS lauko-efekto tranzistorius (EMT) ir patobulinimo-režimo N-MOS lauko-efekto tranzistorius (N-kanalo MOS lauko-efekto tranzistorius). Kai įvestis žema, įjungiamas P-kanalo MOS lauko-efekto tranzistorius, o jo išėjimas prijungiamas prie teigiamo maitinimo šaltinio gnybto. Kai įvestis yra didelė, įjungiamas N-kanalo MOS lauko-efekto tranzistorius, o jo išėjimas prijungiamas prie žemės. Šioje grandinėje P-kanalo ir N-kanalo MOS lauko-efekto tranzistoriai visada veikia priešingose ​​būsenose, o jų įvesties ir išvesties fazės yra priešingos. Ši operacija leidžia pasiekti didesnę srovės išvestį. Tuo pačiu metu dėl nuotėkio srovės MOS lauko{20}efekto tranzistorius išjungiamas, kol užtvaro įtampa pasiekia 0 V, paprastai kai vartų įtampa yra mažesnė nei 1–2 V. Išjungimo{25}}įtampa šiek tiek skiriasi priklausomai nuo konkretaus MOS lauko{26}}efekto tranzistoriaus. Ši konstrukcija apsaugo nuo trumpojo jungimo, kurį sukelia abu vienu metu laidūs tranzistoriai.

Siųsti užklausą