N-ચેનલ ઉન્નતીકરણ મોડ MOSFET - Olukey ના કાર્યકારી સિદ્ધાંત

(1) ID અને ચેનલ પર vGS ની નિયંત્રણ અસર

① કેસ vGS=0

તે જોઈ શકાય છે કે એન્હાન્સમેન્ટ-મોડના ડ્રેઇન d અને સ્ત્રોત s વચ્ચે બે બેક-ટુ-બેક પીએન જંકશન છે.MOSFET.

જ્યારે ગેટ-સોર્સ વોલ્ટેજ vGS=0, ભલે ડ્રેઇન-સોર્સ વોલ્ટેજ vDS ઉમેરવામાં આવે, અને vDS ની ધ્રુવીયતાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, વિપરીત પક્ષપાતી સ્થિતિમાં હંમેશા PN જંકશન હોય છે. ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચે કોઈ વાહક ચેનલ નથી, તેથી આ સમયે ડ્રેઇન વર્તમાન ID≈0 છે.

② vGS>0 નો કેસ

જો vGS>0 હોય, તો ગેટ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે SiO2 ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયરમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ જનરેટ થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની દિશા સેમિકન્ડક્ટર સપાટી પરના ગેટથી સબસ્ટ્રેટ તરફ નિર્દેશિત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડને લંબરૂપ છે. આ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર છિદ્રોને દૂર કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષે છે. ભગાડનારા છિદ્રો: ગેટની નજીકના પી-ટાઈપ સબસ્ટ્રેટના છિદ્રોને ભગાડવામાં આવે છે, જે સ્થાવર સ્વીકારનાર આયનો (નકારાત્મક આયનો) છોડીને અવક્ષય સ્તર બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષિત કરો: પી-ટાઇપ સબસ્ટ્રેટમાં ઇલેક્ટ્રોન (લઘુમતી વાહકો) સબસ્ટ્રેટ સપાટી તરફ આકર્ષાય છે.

(2) વાહક માર્ગની રચના:

જ્યારે vGS મૂલ્ય નાનું હોય અને ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની ક્ષમતા મજબૂત ન હોય, ત્યારે હજુ પણ ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચે કોઈ વાહક ચેનલ નથી. જેમ જેમ vGS વધે છે તેમ, વધુ ઇલેક્ટ્રોન P સબસ્ટ્રેટની સપાટીના સ્તર તરફ આકર્ષાય છે. જ્યારે vGS ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે આ ઇલેક્ટ્રોન ગેટની નજીકના P સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર N-પ્રકારનું પાતળું પડ બનાવે છે અને બે N+ પ્રદેશો સાથે જોડાયેલા હોય છે, જે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચે N-પ્રકારની વાહક ચેનલ બનાવે છે. તેની વાહકતાનો પ્રકાર P સબસ્ટ્રેટની વિરુદ્ધ છે, તેથી તેને વ્યુત્ક્રમ સ્તર પણ કહેવામાં આવે છે. વીજીએસ જેટલું મોટું છે, સેમિકન્ડક્ટર સપાટી પર કામ કરતું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર જેટલું મજબૂત છે, તેટલા વધુ ઇલેક્ટ્રોન P સબસ્ટ્રેટની સપાટી તરફ આકર્ષાય છે, વાહક ચેનલ જેટલી જાડી હોય છે, અને ચેનલનો પ્રતિકાર ઓછો હોય છે. ગેટ-સોર્સ વોલ્ટેજ જ્યારે ચેનલ બનવાનું શરૂ કરે છે ત્યારે તેને ટર્ન-ઓન વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે, જે VT દ્વારા રજૂ થાય છે.

આએન-ચેનલ MOSFETઉપર ચર્ચા કરેલ જ્યારે vGS < VT અને ટ્યુબ કટ-ઓફ સ્થિતિમાં હોય ત્યારે વાહક ચેનલ બનાવી શકતી નથી. માત્ર ત્યારે જ જ્યારે vGS≥VT ચેનલ બનાવી શકાય છે. આ પ્રકારનીMOSFETજ્યારે vGS≥VT ને ઉન્નતીકરણ-મોડ કહેવામાં આવે ત્યારે તે વાહક ચેનલ બનાવવી જોઈએMOSFET. ચેનલની રચના થયા પછી, જ્યારે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત વચ્ચે ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ વીડીએસ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે ડ્રેઇન કરંટ જનરેટ થાય છે. ID પર vDS નો પ્રભાવ, જ્યારે vGS>VT અને ચોક્કસ મૂલ્ય હોય, ત્યારે વાહક ચેનલ અને વર્તમાન ID પર ડ્રેઇન-સોર્સ વોલ્ટેજ vDS નો પ્રભાવ જંકશન ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેવો જ હોય છે. ચેનલ સાથે ડ્રેઇન કરંટ ID દ્વારા જનરેટ થયેલ વોલ્ટેજ ડ્રોપ ચેનલના દરેક બિંદુ અને ગેટ વચ્ચેના વોલ્ટેજને સમાન બનાવે છે. સ્ત્રોતની નજીકના અંતમાં વોલ્ટેજ સૌથી મોટું છે, જ્યાં ચેનલ સૌથી જાડી છે. ડ્રેઇન છેડે વોલ્ટેજ સૌથી નાનું છે, અને તેનું મૂલ્ય VGD=vGS-vDS છે, તેથી ચેનલ અહીં સૌથી પાતળી છે. પરંતુ જ્યારે vDS નાનું હોય છે (vDS