Principio de funcionamento do modo de mellora da canle N MOSFET

(1) O efecto de control de vGS na ID e na canle

① Caso de vGS=0

Pódese ver que hai dúas unións PN entre o dreno d e a fonte s do modo de mellora.MOSFET.

Cando a tensión de fonte-porta vGS=0, aínda que se engada a tensión de fonte-dren vDS, e independentemente da polaridade de vDS, sempre hai unha unión PN no estado polarizado inverso. Non hai unha canle condutora entre o drenaxe e a fonte, polo que a corrente de drenaxe ID≈0 neste momento.

② O caso de vGS>0

Se vGS>0, xérase un campo eléctrico na capa illante de SiO2 entre a porta e o substrato. A dirección do campo eléctrico é perpendicular ao campo eléctrico dirixido desde a porta ata o substrato na superficie do semicondutor. Este campo eléctrico repele os buratos e atrae electróns. Repelente de buratos: os buracos do substrato tipo P preto da porta son repelidos, deixando os ións aceptores inmóbiles (ións negativos) para formar unha capa de esgotamento. Atraer electróns: os electróns (portadores minoritarios) do substrato tipo P son atraídos pola superficie do substrato.

(2) Formación de canle condutor:

Cando o valor vGS é pequeno e a capacidade de atraer electróns non é forte, aínda non hai unha canle condutora entre o drenaxe e a fonte. A medida que aumenta vGS, máis electróns son atraídos pola capa superficial do substrato P. Cando vGS alcanza un determinado valor, estes electróns forman unha capa delgada de tipo N na superficie do substrato P preto da porta e están conectados ás dúas rexións N+, formando unha canle condutora de tipo N entre o drenaxe e a fonte. O seu tipo de condutividade é oposto ao do substrato P, polo que tamén se denomina capa de inversión. Canto maior é o vGS, máis forte é o campo eléctrico que actúa sobre a superficie do semicondutor, máis electróns son atraídos pola superficie do substrato P, máis grosa é a canle condutora e menor é a resistencia da canle. A tensión porta-fonte cando comeza a formarse a canle chámase tensión de conexión, representada por VT.

OCanle N MOSFETdiscutido anteriormente non pode formar unha canle condutora cando vGS < VT, e o tubo está nun estado de corte. Só cando vGS≥VT se pode formar unha canle. Este tipo deMOSFETque debe formar unha canle condutora cando vGS≥VT se denomina modo de melloraMOSFET. Despois de formar a canle, xérase unha corrente de drenaxe cando se aplica unha tensión directa vDS entre o drenaxe e a fonte. A influencia de vDS no ID, cando vGS>VT e é un valor determinado, a influencia da tensión da fonte de drenaxe vDS na canle condutora e na ID de corrente é semellante á do transistor de efecto de campo de unión. A caída de tensión xerada pola ID de corrente de drenaxe ao longo da canle fai que as tensións entre cada punto da canle e a porta xa non sexan iguais. A tensión no extremo próximo á fonte é a maior, onde a canle é máis grosa. A tensión no extremo de drenaxe é a máis pequena e o seu valor é VGD=vGS-vDS, polo que a canle é a máis delgada aquí. Pero cando vDS é pequeno (vDS