MOSFET - එය කුමක්ද? ට්රාන්සිස්ටර අයදුම් කිරීම සහ සත්යායනය

මෙම ලිපිය ඔබ අතර ට්රාන්සිස්ටරය, ගැන ඉගෙන ගනු ඇත MOSFET, එනම්, එහි පරිපථ සමහර. කාගේ ආදාන ප්රධාන වත්මන් ගෙන යෑමේ නාලිකාව, විද්යුත් වශයෙන් හුදෙකලා වන ඕනෑම ආකාරයේ ක්ෂේත්රයේ ක්රියාත්මක ට්රාන්සිස්ටර. එය පරිවරණය ගේට්ටුව සමඟ ක්ෂේත්ර ක්රියාත්මක ට්රාන්සිස්ටර ලෙස හැඳින්වේ ඒ නිසයි. ඉෙලක්ෙටොනික් පරිපථ සඳහා බොහෝ ක්රම භාවිතා කරන එම ක්ෙෂේතය ක්රියාත්මක ට්රාන්සිස්ටර, වඩාත් පොදු වර්ගය, ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටර ලෝහ ඔක්සයිඩ-අර්ධ සන්නායක මගින් හෝ සංක්රමණය MOS ට්රාන්සිස්ටර (මෙම මූලද්රව්යයක සංක්ෂිප්ත පලාෙත් ෙකටි නාමය) නම්.

මෙම MOSFET කුමක්ද?

MOSFET ක්ෂේත්රයේ වෙනස් වන එය පරිවාරක ද්රව්ය ඉතා තුනී ස්ථරයක් සමග ප්රධාන අර්ධ සන්නායක n-නාලිකාව හෝ p-නාලිකාව, විද්යුත් වශයෙන් පරිවරණය වන වන "ලෝහ ඔක්සයිඩ" දොරටුව ඉලෙක්ට්රෝඩය ඇති බව තුළ වෝල්ටීයතා පාලනය FET, වේ. නීතියක් ලෙස, එය සිලිකා (හා සරල නම්, වීදුරු) වේ.

මෙම අති-තුනී පරිවරණය ලෝහ ගේට්ටුව ඉලෙක්ට්රෝඩය එක් ධාරිත්රකය තහඩු ලෙස සැලකිය හැකිය. පරිවරණ පාලනය ෙයදවුම් MOSFET ප්රතිරෝධය පාහේ අසීමිත, අතිශයින් ඉහළ වේ.

ලෙස ක්ෂේත්රයේ මෙම MOS ට්රාන්සිස්ටර ඉතා ඉහළ ආදාන සම්බාධනය ඇත. එය ඉතා පහසුවෙන් ප්රවේශමෙන් දාම මගින් ආරක්ෂා කර නැති නම්, හානි සෙතක් ස්ථිතික භාර විශාල ප්රමාණයක්, රැස් කළ හැකිය.

මෙම MOSFET ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටර වෙනස

කෙතේ සිට ප්රධාන වෙනස MOSFET යොදා මූලික ආකාර දෙකකින් ලබා ගත හැකි බව ය:

1. ක්ෂය වීම - ට්රාන්සිස්ටර "අක්රිය" වෙත වහරුගත උපාංගය සඳහා දොරටුව මූලාශ්ර වෝල්ටීයතා අවශ්ය වේ. ක්ෂය වීම මාදිලිය MOSFET "සාමාන්යයෙන් වසා" ස්විචය හා සමාන වේ.
2. සන්තෘප්තිය - ට්රාන්සිස්ටර උපාංගය මත හැරී දොරටුව මූලාශ්ර වෝල්ටීයතා අවශ්ය වේ. ලාභ ක්රමය MOSFET "සාමාන්යයෙන් වසා" සම්බන්ධතා සමග මාරු වීම හා සමාන වේ.

පරිපථ මත ට්රාන්සිස්ටර සංකේත

කාණු සහ ප්රභවයේ සම්බන්ධතා අතර ඇති මාර්ගය අර්ධ සන්නායක නාලිකාවකි. මෙම MOSFET ට්රාන්සිස්ටර පෙන්නුම් කරන රූප සටහනේ, එය මේදය ඝන රේඛාව මගින් නියෝජනය වන්නේ නම්, එම මූලද්රව්යය ක්ෂයවීම ආකාරයෙන් ක්රියාත්මක වේ. වත්මන් කාණු සිට දොරටුව ගලා හැකි බැවින් ශුන්ය විය හැකි. නාලිකාව phantom රේඛා හෝ බිඳුණු මාර්ගය පෙන්වන්නේ නැති නම්, වත්මන් ශුන්ය ගේට්ටුව හැකියාවක් ගලා නිසා ට්රාන්සිස්ටර සන්තෘප්තිය ආකාරයෙන් ක්රියාත්මක වේ. ඊතල දිශාවට වූ සන්නායක නාලිකාව හෝ p- වර්ගයේ පෙන්නුම් අර්ධ සන්නායක p- වර්ගයේ. හා දේශීය ට්රාන්සිස්ටර ඔවුන්ගේ විදේශ සගයන් ලෙස එකම විදිහට නම් කර ඇත.

MOSFET ට්රාන්සිස්ටර මූලික ව්යුහය

මෙම MOSFET නිර්මාණය (එම ලිපියේ විස්තර විස්තර, මිල) කෙතේ සිට ඉතා වෙනස්. ට්රාන්සිස්ටර වර්ග දෙකම දොරටුව වෝල්ටීයතා විසින් නිර්මාණය කරන ලද විද ත් ක්ෙෂේත භාවිතා වේ. ආරෝපණ වාහක ගලා එම semiconductive ප්රභවය-කාණු නාලිකාව හරහා p-නාලිකාව සඳහා n-නාලිකාව හෝ විවෘත ඉලෙක්ට්රෝන වෙනස් කිරීමට. දොරටුව ඉලෙක්ට්රෝඩය ඉතා සුළු පරිවාරක මත තබා පමණක් කාණු සහ මූලාශ්රය ඉලෙක්ට්රෝඩ යටතේ කුඩා p- වර්ගයේ ප්රදේශ යුගලයක් ඇති වේ.

ක පරිවරණය ගේට්ටුව උපාංගය MOS ට්රාන්සිස්ටර විසින් අදාළ නොවේ කිසිදු සීමා. ඒ නිසා එය ධ්රැවීයතාව (ධනාත්මක හෝ ඍණාත්මක) එක්කෝ දී MOSFET ප්රභවය දොරටුව වෙත සම්බන්ධ වීමට හැකි ය. එය බොහෝ විට ඔවුන්ගේ දේශීය සගයන්ට ට්රාන්සිස්ටර ආනයනය කරන බව සඳහන් කිරීම වටිනවා.

මෙම පිටත සිට බලපෑම තොරව, ඔවුන් සාමාන්යයෙන් වත්මන් පැවැත්වීමට නැති නිසා MOSFET උපකරණ, ඉෙලක්ෙටොනික් ස්විච් හෝ න්යායාත්මක උපාංග ලෙස විශේෂයෙන් ප්රයෝජනවත් වේ කරයි. මෙම ඉහළ ආදාන ගේට්ටුව ප්රතිරෝධය හේතුව. ඒ නිසා, එය MOS ට්රාන්සිස්ටර සඳහා ඉතා කුඩා හෝ නොවැදගත් පාලනය අවශ්ය වේ. ඔවුන් බාහිර ජවයකින් පාලනය උපකරණ නිසා.

ක්ෂය වීම මාදිලිය MOSFET

ක්ෂය වීම මාදිලිය දොරටුව ඉල්ලුම් කරන නැඹුරු වෝල්ටීයතාවය තොරව වාසි මාතයන් වඩා බෙහෙවින් අඩු නිතර සිදුවේ. බව එම නාලිකාව ශුන්ය ගේට්ටුව වෝල්ටීයතා දී පවත්වයි, ඒ නිසා, උපාංගයේ සහ "සාමාන්යයෙන් වසා" ඇත. ඝන මාර්ගය වෙත යොමු කිරීමට භාවිතා කරන රූප සටහන් සාමාන්යයෙන් සන්නායක නාලිකාව වසා දමා ඇත.

n-නාලිකාව ක්ෂයවීම MOS ට්රාන්සිස්ටර සඳහා, සෘණ ගේට්ටුව මූලාශ්ර වෝල්ටීයතා සෘණ, එය (ඒ නිසා නම) එහි පැවැත්වීම නාලිකාව ට්රාන්සිස්ටර නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන deplete ඇත. පී-නාලිකාව MOS ට්රාන්සිස්ටර සඳහා ඒ හා සමානව ධනාත්මක ගේට්ටුව මූලාශ්ර වෝල්ටීයතා හායනය වන අතර, එම චැනලය-සන්නායක නොවන රාජ්ය උපාංගය කරමින්, ඔවුන්ගේ නිදහස් කුහර deplete ඇත. එහෙත් ට්රාන්සිස්ටර අඛන්ඩව මෙහෙයුම් දේ මාදිලිය මත රඳා නැත.

වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ක්ෂයවීම මාදිලිය n-නාලිකාව MOSFET:

1. ජලය බැස යන කාණු දී ධනාත්මක වෝල්ටීයතා ඉලෙක්ට්රෝන හා වත්මන් ගණන වැඩි වේ.
2. එය අඩු සෘණ වෝල්ටීයතාවය හා ඉලෙක්ට්රෝන වත්මන් බවයි.

ප්රතිලෝම පි-නාලිකාව ට්රාන්සිස්ටර සඳහා ද සැබෑ ය. ක්ෂය වීම මාදිලිය MOSFET "සාමාන්යයෙන් විවෘත" ස්විචය සමාන වන අතර.

ක්ෂය වීම ආකාරයෙන් N-නාලිකාව MOS ට්රාන්සිස්ටර,

ක්ෂය වීම මාදිලිය MOSFET වන ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටර හා සමාන ලෙස නිර්මාණය කර ඇත. තව ද, කාණු මූලාශ්ර නාලිකාව - ඉලෙක්ට්රෝන හා කුහර සහිත සන්නායක ස්ථරය, n- වර්ගයේ හෝ p- වර්ගයේ නාලිකා සහභාගි වන. එවැනි නාලිකාව මාත්රණ කාණු සහ ශුන්ය වෝල්ටීයතාවය සමග මූලාශ්රය අතර අඩු ප්රතිරෝධයක් සන්නායක මාර්ගය නිර්මාණය කරයි. මෙම පරීක්ෂක ට්රාන්සිස්ටර භාවිතා කිරීමෙන්, එහි නිමැවුම් හා ආදාන ස්වභාවය සහ වෝල්ටීයතා මිනුම් සිදු කළ හැක.

ලාභ ක්රමය MOSFET

MOSFET ට්රාන්සිස්ටර වඩාත් පොදු වාසියක් මාදිලිය වන අතර, එය ක්ෂය වීම මාදිලිය දක්වා නැවත. එය නොවන සන්නායක වන පරිදි නාලිකාව මාත්රික හෝ undoped, එහි පවත්වයි. මෙම අලස මාතයෙන් උපාංගය (දොරටුව නැඹුරු වෝල්ටීයතාවය ශුන්ය වන විට) සිදු නොවන බව කිරීමට යොමු කරයි. මෙම වර්ගයේ MOS ට්රාන්සිස්ටර විස්තර කිරීම සඳහා රූප සටහන් සාමාන්යයෙන් විවෘත සිදු නාලිකාව සඳහන් කිරීම බිඳුණු මාර්ගය භාවිතා කරනු ලැබේ.

දොරටුව වෝල්ටීයතාව, වෝල්ටීයතාවයක් වඩා වැඩි දොරටුව අයදුම් කළ විට එම N-නාලිකාව MOS ට්රාන්සිස්ටර කාණු වත්මන් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පමණක් ගලා ඇත. එය p- වර්ගයේ MOSFET (එම මාරු පරිපථ ලිපියේ විස්තර කර ඇත, මෙහෙයුම් දොරින් මිල) දොරටුව වෙත ධනාත්මක වෝල්ටීයතා අයදුම් කිරීම මගින් වනාහී ගලා ඉඩ, මේ අනුව, නාලිකාව ඝණකම වාසියක් (ඒ නම) වැඩි දොරටුව වටා ඔක්සයිඩ ස්ථරයක් වන දිශාවට වඩා වැඩි ඉලෙක්ට්රෝන ආකර්ශනය වත්මන්.

විශේෂාංග ලාභ ක්රමය

ධනාත්මක ගේට්ටුව වෝල්ටීයතා වැඩි නාලිකාව ප්රතිරෝධය පැන නැගීම හේතු වනු ඇත. එය පමණක් සංක්රමණයන් අඛණ්ඩතාව තහවුරු කළ හැකි, ට්රාන්සිස්ටරය tester පෙන්වන්නේ නැත. තවදුරටත් වර්ධනය අවම කිරීම සඳහා, එය ජලය බැස යන කාණු වත්මන් වැඩි කිරීමට අවශ්ය ය. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, මාදිලිය n-නාලිකාව MOSFET වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා:

1. ධනාත්මක සංඥා ට්රාන්සිස්ටර සන්නායක ක්රමය බවට පරිවර්තනය.
2. සංඥා හෝ එහි සෘණ අගයක් නැත a nonconductive මාදිලිය ට්රාන්සිස්ටර බවට පරිවර්තනය කරයි. ඒ නිසා, විස්තාරණය MOSFET වන ආකාරයෙන් "සාමාන්යයෙන් විවෘත" ස්විචය හා සමාන වේ.

මෙම මාතයන් පි-නාලිකාව MOS ට්රාන්සිස්ටර වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා කතා කරන ප්රකාශය වලංගු වේ. ශුන්ය වෝල්ටීයතා ඇති "අක්රිය" සහ නාලිකාවේ උපාංගය විවෘත වේ. "මත" එහි මාදිලිය පරිවර්තනය, නාලිකාව, සන්නයනය p- වර්ගයේ MOSFET වැඩි දොරටුව සෘණ වෝල්ටීයතා අගය අයදුම්. ඔබ පරීක්ෂකයකි (ඩිජිටල් හෝ ඩයල්) භාවිතා කරමින් පරීක්ෂා කර ගත හැක. එවිට තන්ත්රය පි-නාලිකාව MOSFET ලබා:

1. ධනාත්මක සංඥාවක් ට්රාන්සිස්ටර "ලකුණු." කෙරෙන්නේය
2. සෘණ "මත" ලෙස ට්රාන්සිස්ටරයක් ඇතුළත් වේ.

වාසි මාදිලිය N-නාලිකාව MOSFET

මෙම විස්තාරණය මාතයෙන් MOSFET යොදා පැවැත්වීම මාදිලිය හා අතිශයින්ම ඉහළ nonconducting අඩු ආදාන සම්බාධනය ඇත. එසේම, ඔවුන්ගේ පරිවරණය දොරටුව අපරිමිත ඉහළ ආදාන සම්බාධනය ඇත. භාවිතා ට්රාන්සිස්ටර වන ආකාරය වාසි ඇති සංයුක්ත පරිපථ වල CMOS තර්ක දොරටු ලැබීමට සහ PMOS (P-නාලිකාව) ලෙස ආකෘතිය සහ NMOS (N-නාලිකාව) ආදාන බලය පරිපථ වහරුගත. CMOS - MOS අර්ථයෙන් අනුපූරක වේ එය තාර්කික උපාංගය එහි නිර්මාණය තුළ PMOS, සහ NMOS යන දෙකම තිබෙන බව.

MOSFET ඇම්ප්ලිෆයර්

හුදෙක් ක්ෂේත්රයේ මෙන් MOSFET ට්රාන්සිස්ටර පන්ති ඇම්ප්ලිෆයර් "A" බවට පත් කිරීම සඳහා භාවිතා කල හැක. පොදු ප්රභවය වාසි තන්ත්රය N-නාලිකාව MOS ට්රාන්සිස්ටර සමග Amplifier පරිපථ වඩාත් ජනප්රිය වේ. ක්ෂේත්රයේ උපකරණ භාවිතා කරමින් පරිපථ ඉතා සමාන MOSFET ඇම්ප්ලිෆයර් ක්ෂයවීම මාදිලිය, එම MOSFET හැර (එනම්, සහ කුමන ආකාරයේ වන අතර, ඉහත සාකච්ඡා) ඉහළ ආදාන සම්බාධනය ඇත.

මෙම සම්බාධනය ප්රතිරෝධයන් R1 හා R2 දෙකම විසින් පිහිටුවන ආදාන පතිෙරෝධී biasing ජාලය විසින් පාලනය කර ඇත. තවද, පොදු ප්රභවය ප්රතිදානය සංඥා ඇම්ප්ලිෆයර් ට්රාන්සිස්ටර එම විස්තාරණය ආකාරයෙන් MOSFET පසුව, ආදාන වෝල්ටීයතාවය අඩු වන විට, නිසා ට්රාන්සිස්ටර ඡේදය විවෘත යටිකුරු කර ඇත. මෙම අවි ගබඩාව පමණක් පරීක්ෂක (ඩිජිටල් හෝ ඩයල්) සහිත, තහවුරු කර ගත හැකියි. සක්රිය මාතයෙන් ට්රාන්සිස්ටර වෝල්ටීයතා ඉහළ ආදාන, ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාවය ඉතා අඩු වේ.