N-ալիքի ընդլայնման ռեժիմի աշխատանքային սկզբունքը MOSFET

(1) vGS-ի վերահսկման ազդեցությունը ID-ի և ալիքի վրա

① vGS=0 դեպք

Կարելի է տեսնել, որ ուժեղացման ռեժիմի արտահոսքի d-ի և աղբյուրի s-ի միջև կան երկու իրար հաջորդող PN հանգույցներ:ՄՈՍՖԵՏ.

Երբ gate-source լարումը vGS=0, նույնիսկ եթե ջրահեռացման աղբյուրի vDS լարումը ավելացվի, և անկախ vDS-ի բևեռականությունից, միշտ կա PN հանգույց հակադարձ կողմնակալ վիճակում: Դրենաժի և աղբյուրի միջև հաղորդիչ ալիք չկա, ուստի այս պահին արտահոսքի հոսանքը≈0:

② vGS>0 դեպքը

Եթե vGS>0, SiO2 մեկուսիչ շերտում առաջանում է էլեկտրական դաշտ դարպասի և ենթաշերտի միջև: Էլեկտրական դաշտի ուղղությունը ուղղահայաց է էլեկտրական դաշտին, որն ուղղված է դարպասից դեպի կիսահաղորդչային մակերեսի հիմքը: Այս էլեկտրական դաշտը վանում է անցքերը և ձգում է էլեկտրոնները: Վտանգող անցքեր. Դարպասի մոտ գտնվող P տիպի ենթաշերտի անցքերը վանվում են՝ թողնելով անշարժ ընդունող իոններ (բացասական իոններ)՝ ձևավորելով սպառվող շերտ: Ներգրավել էլեկտրոնները. էլեկտրոնները (փոքրամասնության կրիչները) P-տիպի ենթաշերտի մեջ ձգվում են դեպի ենթաշերտի մակերեսը:

(2) Հաղորդող ալիքի ձևավորում.

Երբ vGS արժեքը փոքր է, և էլեկտրոններ ներգրավելու ունակությունը ուժեղ չէ, դեռևս չկա հաղորդիչ ալիք արտահոսքի և աղբյուրի միջև: Քանի որ vGS-ը մեծանում է, ավելի շատ էլեկտրոններ են ձգվում դեպի P սուբստրատի մակերեսային շերտը: Երբ vGS-ը հասնում է որոշակի արժեքի, այս էլեկտրոնները դարպասի մոտ գտնվող P սուբստրատի մակերեսի վրա ձևավորում են N տիպի բարակ շերտ և միանում են երկու N+ շրջաններին՝ ձևավորելով N տիպի հաղորդիչ ալիք արտահոսքի և աղբյուրի միջև: Նրա հաղորդունակության տեսակը հակառակ է P ենթաշերտի, ուստի այն կոչվում է նաև ինվերսիոն շերտ։ Որքան մեծ է vGS-ը, այնքան ուժեղ է կիսահաղորդչային մակերևույթի վրա գործող էլեկտրական դաշտը, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ են ձգվում դեպի P ենթաշերտի մակերեսը, այնքան ավելի հաստ է հաղորդիչ ալիքը և այնքան փոքր է ալիքի դիմադրությունը: Դարպասի աղբյուրի լարումը, երբ ալիքը սկսում է ձևավորվել, կոչվում է միացման լարում, որը ներկայացված է VT-ով:

ԱյնN-ալիք ՄՈՍՖԵՏՎերևում քննարկվածը չի կարող հաղորդիչ ալիք ձևավորել, երբ vGS < VT, և խողովակը գտնվում է անջատված վիճակում: Միայն vGS≥VT-ի դեպքում կարող է ալիք ձևավորվել: Այս տեսակՄՈՍՖԵՏորը պետք է ձևավորի հաղորդիչ ալիք, երբ vGS≥VT կոչվում է ընդլայնման ռեժիմՄՈՍՖԵՏ. Կապուղու ձևավորումից հետո արտահոսքի հոսանք է առաջանում, երբ արտահոսքի և աղբյուրի միջև կիրառվում է առաջընթաց լարման vDS: vDS-ի ազդեցությունը ID-ի վրա, երբ vGS>VT և որոշակի արժեք է, ջրահեռացման աղբյուրի լարման vDS-ի ազդեցությունը հաղորդիչ ալիքի և ընթացիկ ID-ի վրա նման է միացման դաշտի ազդեցության տրանզիստորի ազդեցությանը: Լարման անկումը, որը առաջանում է արտահոսքի հոսանքի ID-ի կողմից ալիքի երկայնքով, ստիպում է լարման ալիքի յուրաքանչյուր կետի և դարպասի միջև այլևս հավասար չլինել: Աղբյուրին մոտ ծայրի լարումն ամենամեծն է, որտեղ ալիքն ամենահաստն է։ Դրենաժի վերջում լարումը ամենափոքրն է, և դրա արժեքը VGD=vGS-vDS է, ուստի ալիքն այստեղ ամենաբարակն է: Բայց երբ vDS-ը փոքր է (vDS