MOSFET

Чөлөөт нэвтэрхий толь, Википедиагаас
Харайх: Удирдах, Хайлт

MOSFET буюу Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor нь оронгийн транзисторын нэг төрөл бөгөөд хагас дамцуулагч метал хоёрын дундуур исэл хавчуулж тусгаарласан бүтэцтэй учир ийнхүү нэрлэгдсэн юм. Сүүлийн үед цахиурыг хагас дамжуулагч болгон ашиглах нь түгээмэл. MOSFET нь ихэвчлэн gate, drain, source гэсэн 3 шонтой ба, үүний дотор gate дэх цахилгаан хүчдэл нь үлдсэн drain, source-ийн хоорондох гүйдэлийг удирдана. MOSFET-ийн нэг давуу тал нь оролтоор (gate-ийг оролт болгосон үед) тогтмол гүйдэл гүйдэггүй. Иймд MOSFET нь энерги зарцуулахгүй учир энерги бага зарцуулдаг дижитал хэлхээнд өргөнөөр ашиглагддаг.

Дотоод бүтэц болон шинж чанар[засварлах]

Одоо хэрэглэгдэж буй ихэнх MOSFET нь p хэлбэрийн цахиур тавцан дээр суурилна. Энэ тавцан дээрээ цахиур ислийн давхаргыг тусгаарлагчийн үүрэгээр дэвсэж, түүн дээрээ метал гэйтийг байрлуулна. Ингэснээр гэйтээр гүйдэл огт гүйхгүй болох боловч, гэйт дэх эерэг цахилгаан орон нь ойролцоох цахиур тавцангийн гадаргын хэсэгт электронуудыг татан цуглуулна. Үүсэх электрон суваг нь хоёр талдаа байгаа n хэлбэрийн драйн сөөрс хоёрыг хооронд холбож өгч гүйдэл гүйх сувгийг үүсгэнэ.

Сувгаар гүйх драйн гүйдэл нь суваг дахь цэнэг зөөгчийн тоо болон тэдгээрийн урагшлах хурдаас шууд хамаарна. Гэйтэд хүчдэл залгаагүй үед сувагт электрон байхгүй харин эерэг цэнэгтэй нүхнүүд олноороо оршино. Гэйтийн хүчдэлийг аажим ихэсгэхэд нүхүүд суваг дахь эерэг цахилгаан оронгийн нөлөөгөөр холдон одох болно. Хүчдэл тодорхой хэмжээнд очиход суваг дахь нүхнүүд бүгд байхгүй болж анх электронууд татагдаж орж ирнэ. Ийнхүү p хэлбэрийн хагас дамжуулагч доторх электронуудын үүсгэсэн сөрөг цэнэгийн бүсийг эсрэг бүс гэх бөгөөд эсрэг бүсийг үүсгэх гэйтийн хүчдэлийг босго хүчдэл гэнэ.

Гэйтийн хүчдэл босго хүчдэлийг давбал электрон суваг үүсэж, драйн гүйдэл гүйж эхэлнэ. Цааш хүчдэлийг ихэсгэхэд суваг дахь электроний тоо олширч, тэр хэмжээгээрээ гүйдэлийн хэмжээ нэмэгдэнэ. Нэг үгээр хэлбэл драйн гүйдлийг гэйтийн хүчдэлээр удирдаж байна гэсэн үг юм. Энэхүү гүйдэл хүчдэлийн хамаарал нь дараахь томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.

\ I_D=\mu Cox \frac{w}{L}((V_G-V_T)V_D-\frac{V_D^2}{2})

Дээрх томъёо нь сувгаар гүйх цэнэг зөөгчийн урагшлах хурд нь, драйн сөөрсийн хоорондох цахилгаан оронгийн хүчтэй шугаман хамааралтайгаар өсөх шугаман муж дотор байх үед зөвхөн биелэнэ. Гэвч, хагас дамжуулагч доторх электроны хурд нь дээд хязгаартай бөгөөд, энэ хязгаарт хүрсэн үеийг ханасан муж гэнэ. Ханасан муж руу орсон үед драйн гүйдэл гэйт хүчдэлийн хамаарал нь

\ I_D=\mu Cox \frac{w}{L} \frac{(V_G-V_t)^2}{2}

болон өөрчлөгдөнө.