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MOSFET的工作原理
深圳市伟莱达电子有限公司 | 创建时间:2022/3/2 | 浏览:649
  为了使N沟道MOSFET裸片工作,需要在G和S之间加一个正电压VGS,在D和S之间加一个正电压VDS,以产生正向工作电流ID。工作电流ID可以通过改变VGS的电压来控制。如果不先接VGS(即VGS=0),则在D、S电极之间加一个正电压VDS,漏极D和衬底部之间的pN结方向反了,所以漏源不能通电。如果在栅极G和源极S之间加一个电压VGS。此时栅极和衬底部可以看成器件的两块极板,以氧化绝缘层作为电容的介质。添加VGS后,在绝缘层与栅极的界面上感应出正电荷,而在绝缘层与p型衬底部的界面上感应出负电荷。该层感应出的负电荷与p型底部中的多数载流子(空穴)的极性相反,故称为“反型层”。该反型层可以连接漏极和源极的两个N型区。连接形成导电通道。当VGS电压过低时,感应出的负电荷较少,会被p型衬底中的空穴中和,因此此时漏极和源极之间仍然没有电流ID。当VGS增加到一定值时,感应的负电荷连通两个分开的N区,形成N沟道。这个临界电压称为开启电压(或阈值电压,thresholdvoltage),用符号VT表示(一般规定ID=10uA时的VGS为VT)。当VGS继续增.大时,负电荷增.大,导电沟道扩大缩小,ID也增.大,呈较好的线性关系,这条曲线称为传递特性。因此,在一定范围内,可以认为通过改变VGS来控制漏源极间的电阻,达到控制ID的效果。由于这种结构在VGS=0时ID=0,所以这种MOSFET裸片被称为增.强型。另一种MOSFET裸片在VGS=0时也有一定的ID(称为IDSS),这种MOSFET称为耗尽型。Vp为夹断电压(ID=0)。耗尽型和增.强型的主要区别在于SiO2绝缘层中存在大量的正离子,从而在p型衬底部的界面处感应出更多的负电荷,即p型硅在两个N型区域的中间。内部形成N型硅薄层形成导电沟道,所以当VGS=0时,VDS作用时有一定的ID(IDSS);当VGS有电压(可以是正电压或负电压)时,改变感应负电荷的数量,从而改变ID的大小。ID=0时Vp为-VGS,称为夹断电压。

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