Princip rada N-kanalnog moda poboljšanja MOSFET

(1) Kontrolni efekat vGS-a na ID i kanal

① Slučaj vGS=0

Može se vidjeti da postoje dva back-to-back PN spoja između odvoda d i izvora s moda poboljšanjaMOSFET.

Kada je napon gejt-izvor vGS=0, čak i ako se doda napon drejn-izvor vDS, i bez obzira na polaritet vDS, uvijek postoji PN spoj u stanju obrnutog pristrasnosti. Između drena i izvora nema provodnog kanala, tako da je struja drena ID≈0 u ovom trenutku.

② Slučaj vGS>0

Ako je vGS>0, električno polje se stvara u SiO2 izolacijskom sloju između kapije i podloge. Smjer električnog polja je okomit na električno polje usmjereno od kapije prema podlozi na površini poluvodiča. Ovo električno polje odbija rupe i privlači elektrone. Odbojne rupe: Rupe u supstratu P-tipa u blizini kapije se odbijaju, ostavljajući nepokretne akceptorske jone (negativne jone) da formiraju sloj iscrpljenosti. Privlače elektrone: Elektroni (manjinski nosioci) u supstratu P-tipa privlače se na površinu supstrata.

(2) Formiranje provodnog kanala:

Kada je vGS vrijednost mala i sposobnost privlačenja elektrona nije jaka, još uvijek nema provodnog kanala između drena i izvora. Kako se vGS povećava, više elektrona privlači površinski sloj P supstrata. Kada vGS dostigne određenu vrijednost, ovi elektroni formiraju tanak sloj N-tipa na površini P supstrata u blizini kapije i povezuju se sa dva N+ regiona, formirajući provodni kanal N-tipa između drena i izvora. Njegov tip provodljivosti je suprotan od P supstrata, pa se naziva i inverzioni sloj. Što je veći vGS, to je jače električno polje koje djeluje na površinu poluvodiča, to se više elektrona privlači na površinu P supstrata, deblji je provodni kanal i manji je otpor kanala. Napon gejt-izvor kada kanal počne da se formira naziva se napon uključivanja, predstavljen sa VT.

TheN-kanal MOSFETgore diskutovano ne može formirati provodni kanal kada je vGS < VT, a cijev je u stanju prekida. Kanal se može formirati samo kada je vGS≥VT. Ova vrstaMOSFETkoji mora formirati provodni kanal kada se vGS≥VT naziva modom poboljšanjaMOSFET. Nakon što se kanal formira, struja odvoda se generiše kada se između drena i izvora primeni prednji napon vDS. Uticaj vDS na ID, kada je vGS>VT i određena vrijednost, utjecaj napona drejn-izvor vDS na provodni kanal i ID struje je sličan onom kod tranzistora sa efektom polja spoja. Pad napona generiran ID-om struje odvoda duž kanala čini da naponi između svake tačke u kanalu i gejta više nisu jednaki. Napon na kraju blizu izvora je najveći, gdje je kanal najdeblji. Napon na kraju drena je najmanji, a njegova vrijednost je VGD=vGS-vDS, tako da je kanal ovdje najtanji. Ali kada je vDS mali (vDS