Vinnureglur N-rásar aukahlutunarhams MOSFET

(1) Stjórnunaráhrif vGS á auðkenni og rás

① Tilfelli af vGS=0

Það má sjá að það eru tvö bak-í-bak PN-mót milli frárennslis d og uppsprettu s aukahlutans.MOSFET.

Þegar hlið-uppspretta spenna vGS=0, jafnvel þótt frárennsli-uppspretta spennu vDS sé bætt við, og óháð pólun vDS, er alltaf PN mót í öfugri hlutdrægni. Það er engin leiðandi rás á milli frárennslis og uppsprettu, svo frárennslisstraumurinn ID≈0 á þessum tíma.

② Tilfelli vGS>0

Ef vGS>0 myndast rafsvið í SiO2 einangrunarlaginu á milli hliðs og undirlags. Stefna rafsviðsins er hornrétt á rafsviðið sem beint er frá hliðinu að undirlaginu á hálfleiðara yfirborðinu. Þetta rafsvið hrindir frá sér holum og dregur að sér rafeindir. Fráhrindandi göt: Götin í P-gerð undirlagsins nálægt hliðinu hrinda frá sér og skilja eftir óhreyfanlegar viðtökujónir (neikvæðar jónir) til að mynda eyðslulag. Laða að rafeindir: Rafeindirnar (minnihlutaberar) í P-gerð undirlagsins dragast að yfirborði undirlagsins.

(2) Myndun leiðandi rásar:

Þegar vGS gildið er lítið og getan til að laða að rafeindir er ekki sterk er enn engin leiðandi rás á milli frárennslis og uppsprettu. Þegar vGS eykst dragast fleiri rafeindir að yfirborðslagi P undirlagsins. Þegar vGS nær ákveðnu gildi, mynda þessar rafeindir N-gerð þunnt lag á yfirborði P undirlagsins nálægt hliðinu og eru tengdar við tvö N+ svæðin og mynda N-gerð leiðandi rás milli frárennslis og uppsprettu. Leiðnigerð þess er andstæð P-undirlaginu, svo það er einnig kallað inversion lag. Því stærri sem vGS er, því sterkara sem rafsviðið sem verkar á hálfleiðara yfirborðið er, því fleiri rafeindir dragast að yfirborði P undirlagsins, því þykkari er leiðandi rásin og því minni er viðnám rásarinnar. Gate-source spennan þegar rásin byrjar að myndast er kölluð kveikjuspenna, táknuð með VT.

TheN-rás MOSFETsem fjallað er um hér að ofan getur ekki myndað leiðandi rás þegar vGS < VT, og túpan er í lokuðu ástandi. Aðeins þegar vGS≥VT er hægt að mynda rás. SvonaMOSFETsem verður að mynda leiðandi rás þegar vGS≥VT er kallað aukahátturMOSFET. Eftir að rásin er mynduð myndast frárennslisstraumur þegar framspenna vDS er beitt á milli frárennslis og uppsprettu. Áhrif vDS á auðkenni, þegar vGS>VT og er ákveðið gildi, eru áhrif frárennslisgjafa vDS á leiðandi rás og núverandi auðkenni svipuð áhrifum samskeytisviðsáhrifa smári. Spennufallið sem myndast af afrennslisstraumnum meðfram rásinni gerir það að verkum að spennan á milli hvers punkts í rásinni og hliðsins er ekki lengur jöfn. Spennan á endanum nálægt upptökum er mest, þar sem rásin er þykkust. Spennan við frárennslisenda er minnst og gildi hennar er VGD=vGS-vDS, þannig að rásin er þynnst hér. En þegar vDS er lítið (vDS