Zasada działania trybu wzmocnienia kanału N MOSFET

(1) Wpływ kontroli vGS na identyfikator i kanał

① Przypadek vGS=0

Można zauważyć, że istnieją dwa złącza PN ustawione tyłem do siebie pomiędzy drenem d i źródłem s trybu wzmocnieniaMOSFET.

Gdy napięcie bramka-źródło vGS=0, nawet po dodaniu napięcia dren-źródło vDS i niezależnie od polaryzacji vDS, zawsze występuje złącze PN w stanie spolaryzowanym zaporowo. Pomiędzy drenem a źródłem nie ma kanału przewodzącego, więc w tym momencie prąd drenu ID≈0.

② Przypadek vGS>0

Jeżeli vGS>0, w warstwie izolacyjnej SiO2 pomiędzy bramką a podłożem generowane jest pole elektryczne. Kierunek pola elektrycznego jest prostopadły do pola elektrycznego skierowanego od bramki do podłoża na powierzchni półprzewodnika. To pole elektryczne odpycha dziury i przyciąga elektrony. Odpychanie dziur: Dziury w podłożu typu P w pobliżu bramki są odpychane, pozostawiając nieruchome jony akceptorowe (jony ujemne), tworząc warstwę zubożoną. Przyciągaj elektrony: Elektrony (nośniki mniejszościowe) w podłożu typu P są przyciągane do powierzchni podłoża.

(2) Tworzenie kanału przewodzącego:

Gdy wartość vGS jest mała, a zdolność przyciągania elektronów słaba, nadal nie ma kanału przewodzącego pomiędzy drenem a źródłem. Wraz ze wzrostem vGS więcej elektronów przyciąganych jest do warstwy powierzchniowej podłoża P. Kiedy vGS osiągnie określoną wartość, elektrony te tworzą cienką warstwę typu N na powierzchni podłoża P w pobliżu bramki i są połączone z dwoma obszarami N+, tworząc kanał przewodzący typu N pomiędzy drenem a źródłem. Jej typ przewodności jest odwrotny do przewodności podłoża P, dlatego nazywa się ją również warstwą inwersyjną. Im większy jest vGS, tym silniejsze jest pole elektryczne działające na powierzchnię półprzewodnika, tym więcej elektronów jest przyciąganych do powierzchni podłoża P, tym grubszy jest kanał przewodzący i mniejsza rezystancja kanału. Napięcie bramka-źródło, gdy kanał zaczyna się tworzyć, nazywane jest napięciem włączenia, reprezentowanym przez VT.

TheKanał N MOSFETomówione powyżej nie mogą tworzyć kanału przewodzącego, gdy vGS < VT, a lampa jest w stanie odcięcia. Kanał może zostać utworzony tylko wtedy, gdy vGS≥VT. Tego rodzajuMOSFETktóry musi tworzyć kanał przewodzący, gdy vGS≥VT nazywa się trybem wzmocnieniaMOSFET. Po utworzeniu kanału prąd drenu jest generowany, gdy między drenem a źródłem zostanie przyłożone napięcie przewodzenia vDS. Wpływ vDS na ID, gdy vGS>VT i ma określoną wartość, wpływ napięcia dren-źródło vDS na kanał przewodzący i prąd ID jest podobny jak w przypadku tranzystora polowego złącza. Spadek napięcia generowany przez identyfikator prądu drenu wzdłuż kanału powoduje, że napięcia między każdym punktem kanału a bramką nie są już równe. Napięcie na końcu blisko źródła jest największe, tam gdzie kanał jest najgrubszy. Napięcie na końcu drenu jest najmniejsze i jego wartość wynosi VGD=vGS-vDS, więc kanał jest tutaj najcieńszy. Ale gdy vDS jest mały (vDS