E-MOSFET MOSFET chế độ tăng cường

E-MOSFET

Kí hiệu của E-MOSFET

Cấu trúc của E-MOSFET kênh N

Hình trên là cấu trúc của E-MOSFET kênh N. Sự khác biệt chính giữa việc xây dựng DE-MOSFET và E-MOSFET là việc sử dụng chất nền của E-MOSFET kéo dài đến tận SiO2 và không có kênh nào được pha tạp giữa nguồn và cống. Các kênh được tạo ra bằng điện trong các MOSFET này với điện áp nguồn cổng  dương.

Hoạt động của E-MOSFET

MOSFET chỉ hoạt động ở chế độ tăng cường và không có chế độ nghèo. Nó hoạt động với điện áp cổng dương lớn và không hoạt động khi điện áp nguồn cổng VGS= 0. Đây là lý do mà nó được gọi là MOSFET tắt thông thường. Trong các dòng xả ID của MOSFET này chỉ chảy khi VGS vượt quá VGST [ điện áp ngưỡng cổng-nguồn ].

Khi cống được đặt với điện áp dương liên quan đến nguồn và không có điện áp nào được đặt vào cổng hai vùng N và một đế P từ hai điểm nối P-N được nối ngược trở lại với điện trở của đế P. Vì vậy xuất hiện một dòng chảy rất nhỏ đó là dòng chảy rò ngược. Nếu chất nền loại P kết nối với cực nguồn thì có điện áp bằng 0 trên đường giao nhau của cực nguồn và đường nối – cực máng vẫn bị phân cực ngược.

Khi cực nguồn và chất nền dương, các hạt mang điện tích âm trong đế được thu hút vào cổng dương và tích tụ gần bề mặt của đế. Khi điện áp cổng tăng lên sẽ có ngày càng nhiều electron tích tụ dưới cổng. Vì các electron này không thể chảy qua lớp silicon dioxit cách điện đến cổng nên chúng tích tụ ở bề mặt chất nền ngay dưới cổng. Các kênh mang điện tích sẽ tích lũy tại kênh N trải dài từ cống đến nguồn. Khi điều này xảy ra, một kênh được tạo ra bằng cách hình thành lớp đảo ngược(Loại N). Bây giờ sẽ có 1 dòng chảy chảy qua. Cường độ của dòng thoát phụ thuộc vào điện trở kênh,  phụ thuộc vào số lượng sóng mang điện tích được thu hút vào cổng dương. Do đó, dòng thoát được kiểm soát bởi điện áp cổng.

Do độ dẫn của kênh được cải tiến bởi độ lệch dương trên cổng nên thiết bị này còn được gọi là MOSFET cải tiến hoặc E-MOSFET.

Giá trị tối thiểu của cổng đến nguồn điện áp VGS là giá trị cần thiết để tạo thành lớp đảo ngược ( Loại N) được gọi là ngưỡng điện áp VGST. Khi VGS< VGST, dòng xả ID = 0. Khi VGS > VGST , lớp đảo ngược loại N kết nối nguồn để thoát và dòng thoát ID lớn. Tùy thuộc vào thiết bị được sử dụng, VGST  có thể thay đổi từ dưới 1V đến hơn 5V.

JFET và DE-MOSFET thuộc loại các linh kiện ở chế độ nghèo vì độ dẫn của chúng phụ thuộc vào hoạt động của các lớp nghèo. E-MOSFET thuộc loại linh kiện chế độ tăng cường vì độ dẫn của nó phụ thuộc vào hoạt động của lớp đảo ngược. Các linh kiện ở chế độ nghòe thường BẬT khi điện áp nguồn cổng VGS= 0, trong khi các thiết bị ở chế độ tăng cường thường TẮT khi  VGS = 0.

Đặc tính của E-MOSFET

Các đặc tính của E-MOSFET kênh N được thể hiện trong hình. Đường cong thấp nhất là đường cong VGST . Khi VGS nhỏ hơn VGST, IDxấp xỉ bằng không. Khi  VGS lớn hơn VGST , thiết bị sẽ bật và dòng xả ID được điều khiển bởi điện áp cổng. Các đường cong đặc trưng có các phần gần như dọc và gần như ngang. Các thành phần gần như thẳng đứng của các đường cong tương ứng với vùng ohmic và các thành phần nằm ngang tương ứng với vùng dòng không đổi. Do đó, E-MOSFET có thể được vận hành ở một trong hai khu vực này tức là nó có thể được sử dụng như một điện trở điện áp thay đổi (WR) hoặc như một nguồn dòng không đổi.

Dòng IDSS ở VGS<= 0 là rất nhỏ khoảng một vài nA. Khi VGS dương , dòng thoát ID ban đầu tăng chậm sau đó tăng nhanh hơn nhiều với sự gia tăng của VGS. Nhà sản xuất đôi khi chỉ ra điện áp ngưỡng nguồn cổng mà tại đó dòng xả đạt được một số giá trị nhỏ xác định. Dòng ID thường sẽ được đưa ra trên datasheet của nhà sản xuất.

Phương trình cho đặc tính truyền của E-MOSFET được đưa ra là:

Nguồn: http://www.circuitstoday.com/emosfet-enhancement-mosfet