Onderwerp van discussie: MOS-transistor
Wat is MOS-transistor?
Een metaaloxide-halfgeleider of 'MOS 'transistor staat bekend om zijn werking als een ideale schakelaarbediening. Een MOS-transistorchip fungeert als een betrouwbare stroom en condensator van de transistors en zijn draden.
In de onderstaande afbeelding zien we enkele reguliere schema's van MOS-transistors die vaak worden gebruikt
We gebruiken doorgaans de verschillende terminalsymbolen, dat wil zeggen, wanneer het lichaam samen met het substraat of de putverbinding moet worden weergegeven.
Werkingsprincipe van MOS-transistor:
Omdat het een meerderheidsdrager is, voert een MOS-transistor de stroom tussen de source en drain. Deze transistor wordt geregeld met een normale spanning die wordt toegepast op de poort van de respectieve MOS. In een n-MOS-transistor fungeren de elektronen als de meerderheidsdrager, terwijl in een p-MOS-type Holes fungeert als meerderheidsdragers. Een MOS-transistor wordt onderzocht met een geïsoleerde MOS-structuur met een poort en lichaam inbegrepen om meer te weten te komen over de eigenschappen of het gedrag. Onderstaande figuur geeft een eenvoudige structuur van MOS. De bovenste laag van de MOS-structuur is gemaakt van een geleider.
Dit is erg goed voor het dragen van stromen voor elke lading; die wordt erkend als de poort. De transistors die in het begin werden gemaakt, gebruikten metalen poorten; met de stijgende periode werden de transistorpoorten veranderd en wordt polysilicium gebruikt. De tussenliggende middenlaag van een MOS is gemaakt van een dunne isolerende film van siliciumoxide die gewoonlijk wordt aangeduid als het poortoxide. De laag op het lagere niveau is gedoteerd met siliconen.
Als we een toepassen negatieve spanning in de poort wordt een negatieve lading op de poort geproduceerd. Voorbij de poort worden de gaten naar het gebied aangetrokken omdat de mobiliteitsdragers worden geladen met positieve energie. Dit wordt de accumulatiemodus genoemd.
In figuur (b) wordt a Een zeer minimale hoeveelheid spanning geleverd aan de poort, die we krijgen van een positieve lading op de poort. Om een uitputtingsgebied te vormen, worden de gaten van het lichaam die worden gegenereerd door afstoting, verzameld onder de poort.
In figuur (c) wordt drempelspanning Vt geleverd en worden er weinig elektronen aan dat gebied gehecht.
Inversielaag:
De geleidende laag van de elektronen in het p-type lichaam wordt beschouwd als de 'inversielaag'.
Hier hangt de drempelspanning af van twee parameters, ze zijn - 1. MOS's doteermiddelen 2. Oxidelaag dikte. Het is regelmatig positief, maar er kunnen ook negatieve van worden gemaakt. De nMOS-transistor heeft stapels MOS tussen beide n-type regio's die de bron en de afvoer worden genoemd.
Op dit punt is de gate-to-source-spanning Vgs <de drempelspanning (V.t). De source en drain hebben geen vrije elektronen aan beide kanten. Wanneer de bron niet werkt, dwz in grondtoestand, wordt gezegd dat de knooppunten in tegengestelde richting zijn voorgespannen, dus er loopt geen stroom. Wanneer wordt gezegd dat de transistor UIT is, wordt deze werkingsmodus cut-off genoemd.
de stroom is 0 als we het vergelijken met een AAN-transistor. De poortspanning is hoger dan de drempelspanning. Als nu een inversiegebied van elektronen die het kanaal vormen, een brug maakt tussen de source en drain en een geleidend pad creëert en de transistor AAN zet. De toename van het aantal totale dragers en de toename van de geleidbaarheid zijn evenredig met elkaar ten opzichte van de aangelegde poortspanning.
De afvoerspanning - Bronspanning wordt gegeven als:
VDS = Vgs - Vgd . Wanneer, VDS = 0 (dat wil zeggen, Vgs = Vgd),
er bestaat niet zo'n elektrisch veld om stroom van afvoer naar bron te produceren.
Wanneer, de spanning (V.ds ) wordt toegepast op de afvoer, en de huidige Ids voert door het afvoerkanaal naar de bron. Als Vds wordt groter dan die Vgd <Vt, het kanaal lijkt geen verandering te hebben in de buurt van de afvoer en is daarom uitgeschakeld. Ook daarna wordt de geleiding voortgezet met behulp van het afgedreven elektron dat wordt opgewekt door de + ve spanning.
Toen de elektronen het einde van het kanaal bereikten, wordt het uitputtingsgebied dat grenst aan de afvoer versneld in de richting ervan. De geïnjecteerde elektronen versnellen dit proces.
Verzadigingsmodus:
In deze modus wordt de huidige Ids bestuurd door de poortspanning en wordt deze alleen beëindigd door de afvoer wanneer deze de afvoerspanning overschrijdt.
VI Kenmerken van MOS-transistor
De VI-kenmerken van de MOS-transistor hebben drie werkgebieden:
- De Afgesneden of subdrempelgebied.
- Het lineaire gebied.
- Het verzadigingsgebied.
De lengte van het kanaal in een n-MOS-transistor is langer en het elektrische veld tussen de af te voeren bron is relatief laag. Het kanaal wordt over het algemeen geïdentificeerd als het 'lange kanaal', ideaal, 1st order, of Shockley-model terwijl het wordt gekenmerkt als een figuur.
Het langkanaalsmodel vertegenwoordigt een stroom die door een UIT-transistor loopt. Het is erg laag of 0. De poort trekt dragers aan om een kanaal te bouwen in de UIT-toestand (Vgs> Vt). Bij het source-to-drain-gebied blijven de elektronen met een uniforme snelheid stromen.
lading van de condensator plaat wordt gegeven door – Q = CV.
Dus de lading in het kanaal Qkanaal is
Qkanaal = Cg(Vgc - Vt)
De bovenstaande grafiek toont de IV kenmerken voor de transistor.
In de betreffende grafiek is de stroom die vloeit '0' voor poortspanningen onder Vt. De stroom neemt toe wanneer de poortspanning dienovereenkomstig lineair toeneemt met V.ds voor kleine Vds. Zoals Vds nadert het verzadigingspunt Vdsat = VGT, de huidige daalt en blijkt uiteindelijk onafhankelijk te zijn.
De pMOS-transistoren gedragen zich omgekeerd dan de n-MOS-transistor, dus alle spanningen en stromen zijn hier negatief. Hier loopt de stroom van bron naar afvoer en is de vloeibaarheid van gaten in een silicium meestal lager dan die van de elektronen.
Een p-MOS-transistor produceert dus minder stroom dan een n-MOS-transistor van dezelfde grootte en functies. Hier µn en µp = mobiliteit van elektronen en van gaten in respectievelijk n-MOS- en p-MOS-transistoren. De mobiliteitsverhouding µn / µp ligt tussen 2 en 3. De p-MOS-transistors hebben dezelfde geometrie als een nMOS.
Voor meer informatie over MOSFET en andere artikelen over elektronica klik hier
Hallo, ik ben Soumali Bhattacharya. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik ben momenteel geïnvesteerd op het gebied van elektronica en communicatie.
Mijn artikelen zijn gericht op de belangrijkste gebieden van de kernelektronica in een zeer eenvoudige maar informatieve benadering.
Ik ben een levendige leerling en probeer mezelf op de hoogte te houden van de nieuwste technologieën op het gebied van elektronica.
Laten we verbinding maken via LinkedIn –