N-ఛానల్ మెరుగుదల మోడ్ MOSFET యొక్క పని సూత్రం

(1) ID మరియు ఛానెల్‌పై vGS నియంత్రణ ప్రభావం

① కేస్ ఆఫ్ vGS=0

డ్రెయిన్ డి మరియు ఎన్‌హాన్సుమెంట్-మోడ్ యొక్క సోర్స్ ల మధ్య రెండు బ్యాక్-టు-బ్యాక్ PN జంక్షన్‌లు ఉన్నాయని చూడవచ్చు.MOSFET.

గేట్-సోర్స్ వోల్టేజ్ vGS=0 ఉన్నప్పుడు, డ్రెయిన్-సోర్స్ వోల్టేజ్ vDS జోడించబడినప్పటికీ మరియు vDS యొక్క ధ్రువణతతో సంబంధం లేకుండా, రివర్స్ బయాస్డ్ స్టేట్‌లో ఎల్లప్పుడూ PN జంక్షన్ ఉంటుంది. కాలువ మరియు మూలం మధ్య వాహక ఛానెల్ లేదు, కాబట్టి ఈ సమయంలో డ్రెయిన్ కరెంట్ ID≈0.

② vGS>0 కేసు

vGS>0 అయితే, గేట్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య SiO2 ఇన్సులేటింగ్ లేయర్‌లో విద్యుత్ క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది. సెమీకండక్టర్ ఉపరితలంపై గేట్ నుండి సబ్‌స్ట్రేట్‌కు దర్శకత్వం వహించిన విద్యుత్ క్షేత్రానికి విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క దిశ లంబంగా ఉంటుంది. ఈ విద్యుత్ క్షేత్రం రంధ్రాలను తిప్పికొడుతుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్లను ఆకర్షిస్తుంది. తిప్పికొట్టే రంధ్రాలు: గేట్‌కు సమీపంలో ఉన్న పి-టైప్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని రంధ్రాలు తిప్పికొట్టబడతాయి, స్థిరమైన అంగీకార అయాన్లు (ప్రతికూల అయాన్లు) క్షీణత పొరను ఏర్పరుస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆకర్షించండి: పి-టైప్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని ఎలక్ట్రాన్‌లు (మైనారిటీ క్యారియర్లు) సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై ఆకర్షితులవుతాయి.

(2) వాహక ఛానల్ ఏర్పడటం:

vGS విలువ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆకర్షించే సామర్థ్యం బలంగా లేనప్పుడు, కాలువ మరియు మూలం మధ్య ఇప్పటికీ వాహక ఛానెల్ లేదు. vGS పెరిగేకొద్దీ, P సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క ఉపరితల పొరకు ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఆకర్షితులవుతాయి. vGS ఒక నిర్దిష్ట విలువను చేరుకున్నప్పుడు, ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లు గేట్ దగ్గర P సబ్‌స్ట్రేట్ ఉపరితలంపై N-రకం సన్నని పొరను ఏర్పరుస్తాయి మరియు రెండు N+ ప్రాంతాలకు అనుసంధానించబడి, కాలువ మరియు మూలం మధ్య N-రకం వాహక ఛానెల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. దీని వాహకత రకం P సబ్‌స్ట్రేట్‌కి వ్యతిరేకం, కాబట్టి దీనిని విలోమ పొర అని కూడా అంటారు. పెద్ద vGS, సెమీకండక్టర్ ఉపరితలంపై పనిచేసే విద్యుత్ క్షేత్రం బలంగా ఉంటుంది, P ఉపరితల ఉపరితలంపై ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లు ఆకర్షింపబడతాయి, వాహక ఛానల్ మందంగా ఉంటుంది మరియు ఛానల్ నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది. ఛానెల్ ఏర్పడటం ప్రారంభించినప్పుడు గేట్-సోర్స్ వోల్టేజ్‌ను టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్ అంటారు, ఇది VT ద్వారా సూచించబడుతుంది.

దిN-ఛానల్ MOSFETపైన చర్చించిన vGS <VT, మరియు ట్యూబ్ కట్-ఆఫ్ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు వాహక ఛానెల్‌ని ఏర్పరచదు. vGS≥VT ఉన్నప్పుడు మాత్రమే ఛానెల్ ఏర్పడుతుంది. ఈ రకమైనMOSFETvGS≥VTని ఎన్‌హాన్సుమెంట్-మోడ్ అని పిలిచినప్పుడు అది తప్పనిసరిగా వాహక ఛానెల్‌ని ఏర్పరుస్తుందిMOSFET. ఛానెల్ ఏర్పడిన తర్వాత, డ్రెయిన్ మరియు సోర్స్ మధ్య ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ vDS వర్తించినప్పుడు డ్రెయిన్ కరెంట్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. IDపై vDS ప్రభావం, vGS>VT మరియు నిర్దిష్ట విలువ అయినప్పుడు, వాహక ఛానెల్ మరియు కరెంట్ IDపై డ్రెయిన్-సోర్స్ వోల్టేజ్ vDS ప్రభావం జంక్షన్ ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. ఛానెల్‌తో పాటు డ్రెయిన్ కరెంట్ ID ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఛానెల్‌లోని ప్రతి పాయింట్ మరియు గేట్ మధ్య వోల్టేజ్‌లను ఇకపై సమానంగా లేకుండా చేస్తుంది. మూలానికి దగ్గరగా ఉన్న చివరిలో వోల్టేజ్ అతిపెద్దది, ఇక్కడ ఛానెల్ మందంగా ఉంటుంది. కాలువ ముగింపులో వోల్టేజ్ చిన్నది మరియు దాని విలువ VGD=vGS-vDS, కాబట్టి ఛానెల్ ఇక్కడ చాలా సన్నగా ఉంటుంది. కానీ vDS చిన్నగా ఉన్నప్పుడు (vDS