តើអ្វីទៅជាតួនាទីរបស់ MOSFETs វ៉ុលតូច?

មានច្រើនប្រភេទMOSFETsភាគច្រើនត្រូវបានបែងចែកទៅជា MOSFETs ប្រសព្វ និង MOSFETs ច្រកទ្វារដែលមានអ៊ីសូឡង់ពីរប្រភេទ ហើយទាំងអស់មានចំណុច N-channel និង P-channel ។

 

Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor ហៅថា MOSFET ត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រភេទ depletion MOSFET និងប្រភេទពង្រឹង MOSFET។

 

MOSFETs ក៏ត្រូវបានបែងចែកទៅជា single-gate និង dual-gate tubes។ Dual-gate MOSFET មានច្រកឯករាជ្យពីរ G1 និង G2 ពីការសាងសង់សមមូលនៃ MOSFET ច្រកតែមួយពីរដែលតភ្ជាប់ជាស៊េរី ហើយចរន្តទិន្នផលរបស់វាផ្លាស់ប្តូរដោយការត្រួតពិនិត្យវ៉ុលច្រកទ្វារពីរ។ លក្ខណៈនៃ MOSFETs ពីរច្រកនេះនាំមកនូវភាពងាយស្រួលដ៏អស្ចារ្យនៅពេលប្រើជាអំភ្លីប្រេកង់ខ្ពស់ ទទួលបានឧបករណ៍ពង្រីកបញ្ជា ឧបករណ៍លាយ និងឧបករណ៍បំលែង។

 

1, MOSFETប្រភេទនិងរចនាសម្ព័ន្ធ

MOSFET គឺជាប្រភេទ FET (ប្រភេទមួយទៀតគឺ JFET) អាចត្រូវបានផលិតទៅជាប្រភេទពង្រឹង ឬ depletion ប្រភេទ P-channel ឬ N-channel សរុបចំនួនបួនប្រភេទ ប៉ុន្តែការអនុវត្តន៍ទ្រឹស្តីនៃមានតែ N-channel MOSFET ដែលបានពង្រឹង និងពង្រឹង P- ឆានែល MOSFET ដូច្នេះជាធម្មតាគេហៅថា NMOS ឬ PMOS សំដៅលើប្រភេទទាំងពីរនេះ។ ចំពោះមូលហេតុដែលមិនប្រើប្រភេទ depletion MOSFETs កុំណែនាំអោយស្វែងរកមូលហេតុដើម។ ទាក់ទងនឹង MOSFETs ទាំងពីរដែលត្រូវបានកែលម្អ ដែលគេនិយមប្រើច្រើនជាងមុនគឺ NMOS ហេតុផលគឺថា ធន់ទ្រាំនឹងតូច និងងាយស្រួលក្នុងការផលិត។ ដូច្នេះការប្តូរការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងកម្មវិធីដ្រាយម៉ូទ័រ ជាទូទៅប្រើ NMOS ។ សម្រង់ខាងក្រោម ប៉ុន្តែក៏មាន NMOS ដែលមានមូលដ្ឋានផងដែរ។ ម្ជុលចំនួនបីនៃ MOSFET ប៉ារ៉ាស៊ីត capacitance មាននៅចន្លោះម្ជុលទាំងបី ដែលមិនមែនជាតម្រូវការរបស់យើង ប៉ុន្តែដោយសារការកំណត់ដំណើរការផលិត។ អត្ថិភាពនៃ capacitance ប៉ារ៉ាស៊ីតនៅក្នុងការរចនាឬការជ្រើសរើសសៀគ្វីដ្រាយដើម្បីរក្សាទុកពេលវេលាមួយចំនួនប៉ុន្តែមិនមានវិធីដើម្បីជៀសវាងហើយបន្ទាប់មកការណែនាំលម្អិត។ នៅក្នុងដ្យាក្រាម MOSFET អាចត្រូវបានគេមើលឃើញ ការបង្ហូរ និងប្រភពរវាង diode ប៉ារ៉ាស៊ីត។ នេះត្រូវបានគេហៅថា body diode, នៅក្នុងការជំរុញការផ្ទុកសមហេតុផល, diode នេះគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់។ និយាយអីញ្ចឹង ឌីយ៉ូតរាងកាយមាននៅក្នុង MOSFET តែមួយប៉ុណ្ណោះ ជាធម្មតាមិននៅខាងក្នុងបន្ទះឈីបសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាទេ។

 

2, លក្ខណៈនៃការដឹកនាំ MOSFET

សារៈសំខាន់នៃការដំណើរការគឺដូចជាកុងតាក់ ស្មើនឹងការបិទកុងតាក់។ លក្ខណៈ NMOS ដែល Vgs ធំជាងតម្លៃជាក់លាក់មួយនឹងដំណើរការ សមរម្យសម្រាប់ប្រើក្នុងករណីដែលប្រភពមានមូលដ្ឋាន (ដ្រាយចុងទាប) មានតែវ៉ុលច្រកចូលប៉ុណ្ណោះ។ នៅលក្ខណៈ 4V ឬ 10V.PMOS Vgs តិចជាងតម្លៃជាក់លាក់មួយនឹងដំណើរការ ដែលសមរម្យសម្រាប់ប្រើក្នុងករណីដែលប្រភពត្រូវបានភ្ជាប់ទៅ VCC (ដ្រាយកម្រិតខ្ពស់)។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ PMOS អាចមានភាពងាយស្រួលក្នុងការប្រើប្រាស់ជាកម្មវិធីបញ្ជាកម្រិតខ្ពស់ ប៉ុន្តែដោយសារការធន់ទ្រាំ តម្លៃថ្លៃ ប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរតិច និងហេតុផលផ្សេងទៀតនៅក្នុងកម្មវិធីបញ្ជាកម្រិតខ្ពស់ ជាធម្មតានៅតែប្រើ NMOS ។

 

3, MOSFETការផ្លាស់ប្តូរការបាត់បង់

មិនថាវាជា NMOS ឬ PMOS ទេ បន្ទាប់ពីមាន Resistance ដូច្នេះចរន្តនឹងប្រើប្រាស់ថាមពលក្នុង Resistance នេះ ផ្នែកនៃថាមពលដែលប្រើប្រាស់ត្រូវបានគេហៅថា on-resistance ។ ការជ្រើសរើស MOSFET ជាមួយនឹងការទប់ទល់តូចនឹងកាត់បន្ថយការបាត់បង់ការតស៊ូ។ ការតស៊ូ MOSFET ថាមពលទាបធម្មតាជាធម្មតាមាននៅក្នុងរាប់សិបមីលីអូម ពីរបីមីលីអូមនៅទីនោះ។ MOS ទាន់ពេល និងកាត់ផ្តាច់ មិនត្រូវមានការបញ្ចប់ភ្លាមៗនៃវ៉ុលនៅទូទាំង MOS មានដំណើរការនៃការធ្លាក់ចុះ ចរន្តដែលហូរតាមដំណើរការនៃការកើនឡើង ក្នុងអំឡុងពេលនេះ ការបាត់បង់ MOSFET គឺ ផលិតផលនៃវ៉ុលនិងចរន្តត្រូវបានគេហៅថាការបាត់បង់ការប្តូរ។ ជាធម្មតាការបាត់បង់ការប្តូរគឺធំជាងការបាត់បង់ចរន្ត ហើយប្រេកង់ប្តូរកាន់តែលឿន ការបាត់បង់កាន់តែធំ។ ផលិតផលដ៏ធំនៃវ៉ុលនិងចរន្តនៅពេលដំណើរការភ្លាមៗបង្កើតបានជាការបាត់បង់ដ៏ធំ។ កាត់បន្ថយពេលវេលាប្តូរ កាត់បន្ថយការបាត់បង់នៅពេលដំណើរការនីមួយៗ។ ការកាត់បន្ថយប្រេកង់ប្តូរ កាត់បន្ថយចំនួនកុងតាក់ក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ វិធីសាស្រ្តទាំងពីរអាចកាត់បន្ថយការបាត់បង់ការប្តូរ។

 
4, ដ្រាយ MOSFET

បើប្រៀបធៀបទៅនឹងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ bipolar វាត្រូវបានសន្មត់ថាមិនតម្រូវឱ្យមានចរន្តដើម្បីធ្វើចរន្ត MOSFET ទេ មានតែវ៉ុល GS គឺលើសពីតម្លៃជាក់លាក់មួយ។ នេះ​ជា​ការ​ងាយ​ស្រួល​ក្នុង​ការ​ធ្វើ ទោះ​ជា​យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ យើង​ក៏​ត្រូវ​ការ​ល្បឿន​ដែរ។ នៅក្នុងរចនាសម្ព័នរបស់ MOSFET អ្នកអាចមើលឃើញថាមានប៉ារ៉ាស៊ីត capacitance រវាង GS, GD ហើយការបើកបររបស់ MOSFET គឺតាមទ្រឹស្ដីការបញ្ចូលថ្ម និងការបញ្ចោញសមត្ថភាព។ ការសាក capacitor ទាមទារចរន្តមួយ ហើយចាប់តាំងពីការសាក capacitor ភ្លាមៗអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាសៀគ្វីខ្លី នោះចរន្តភ្លាមៗនឹងមានកម្រិតខ្ពស់។ ការជ្រើសរើស / ការរចនានៃ MOSFET ជំរុញរឿងដំបូងដែលត្រូវយកចិត្តទុកដាក់គឺទំហំនៃចរន្តសៀគ្វីខ្លីភ្លាមៗអាចត្រូវបានផ្តល់ជូន។ រឿងទីពីរដែលត្រូវយកចិត្តទុកដាក់គឺថាជាទូទៅត្រូវបានប្រើនៅក្នុង NMOS ដ្រាយវ៍ខ្ពស់តាមតម្រូវការគឺវ៉ុលច្រកទ្វារគឺធំជាងវ៉ុលប្រភព។ តង់ស្យុងប្រភពនៃបំពង់ MOS ដ្រាយវ៍ខ្ពស់ និងវ៉ុលបង្ហូរ (VCC) ដូចគ្នា ដូច្នេះវ៉ុលច្រកទ្វារជាង VCC 4V ឬ 10V ។ សន្មតថានៅក្នុងប្រព័ន្ធតែមួយដើម្បីទទួលបានវ៉ុលធំជាង VCC យើងត្រូវការសៀគ្វីជំរុញពិសេស។ អ្នកបើកបរម៉ូតូជាច្រើនត្រូវបានរួមបញ្ចូល បូមបន្ទុក ដើម្បីយកចិត្តទុកដាក់គឺគួរតែជ្រើសរើស capacitor ខាងក្រៅដែលសមស្រប ដើម្បីទទួលបានចរន្តសៀគ្វីខ្លីគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីជំរុញ MOSFET ។ 4V ឬ 10V បាននិយាយខាងលើត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅ MOSFET នៅលើវ៉ុល ការរចនាជាការពិតណាស់ តម្រូវការដើម្បីឱ្យមានរឹមជាក់លាក់។ តង់ស្យុងកាន់តែខ្ពស់ ល្បឿននៅលើរដ្ឋកាន់តែលឿន និងធន់ទ្រាំនឹងរដ្ឋកាន់តែទាប។ ជាធម្មតាក៏មាន MOSFETs វ៉ុលតូចជាងក្នុងរដ្ឋដែលប្រើក្នុងប្រភេទផ្សេងៗគ្នាដែរ ប៉ុន្តែនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរថយន្ត 12V ធម្មតា 4V ធម្មតាគឺគ្រប់គ្រាន់ហើយ។

 

 

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់នៃ MOSFET មានដូចខាងក្រោម:

 

1. ច្រកទ្វារបំបែកវ៉ុល BVGS - នៅក្នុងដំណើរការនៃការបង្កើនវ៉ុលប្រភពច្រកទ្វារដូច្នេះថាបច្ចុប្បន្នច្រកទ្វារ IG ពីសូន្យដើម្បីចាប់ផ្តើមការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង VGS ដែលគេស្គាល់ថាជាវ៉ុលបំបែកប្រភពច្រកទ្វារ BVGS ។

 

2. វ៉ុលបើក VT - វ៉ុលបើក (ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាវ៉ុលកម្រិត): ធ្វើឱ្យប្រភព S និងបង្ហូរ D រវាងការចាប់ផ្តើមនៃឆានែល conductive បង្កើតវ៉ុលច្រកទ្វារដែលត្រូវការ។ - ស្តង់ដារ N-channel MOSFET, VT គឺប្រហែល 3 ~ 6V; - បន្ទាប់ពីដំណើរការកែលម្អ អាចធ្វើឱ្យតម្លៃ MOSFET VT ធ្លាក់ចុះដល់ 2 ~ 3V ។

 

3. វ៉ុលបំបែកបង្ហូរ BVDS - នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃ VGS = 0 (ពង្រឹង) នៅក្នុងដំណើរការនៃការបង្កើនវ៉ុលបង្ហូរដូច្នេះលេខសម្គាល់ចាប់ផ្តើមកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែល VDS ត្រូវបានគេហៅថាវ៉ុលបំបែកបង្ហូរ BVDS - ID កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែ ទិដ្ឋភាពពីរខាងក្រោម៖

 

(1) ការបែកបាក់នៃស្រទាប់ depletion នៅជិតអេឡិចត្រូតបង្ហូរ

 

(2) ការបំបែកការជ្រៀតចូលអន្តរបង្គោលប្រភពបង្ហូរ - MOSFET វ៉ុលតូចមួយចំនួនប្រវែងឆានែលរបស់វាខ្លីពីពេលមួយទៅពេលមួយដើម្បីបង្កើន VDS នឹងធ្វើឱ្យតំបន់បង្ហូរនៃស្រទាប់ depletion ពីពេលមួយទៅពេលមួយដើម្បីពង្រីកទៅតំបន់ប្រភព។ ដូច្នេះប្រវែងឆានែលនៃសូន្យ ពោលគឺរវាងការជ្រៀតចូលប្រភពបង្ហូរ ការជ្រៀតចូលតំបន់ប្រភពនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើន តំបន់ប្រភពនឹងត្រង់ដើម្បីទប់ទល់នឹងស្រទាប់ depletion នៃការស្រូបយកវាលអគ្គិសនី។ ដើម្បីទៅដល់តំបន់លេចធ្លាយ ដែលបណ្តាលឱ្យមានលេខសម្គាល់ដ៏ធំមួយ។

 

4. ធន់ទ្រាំនឹងការបញ្ចូល DC RGS - ពោលគឺ សមាមាត្រនៃវ៉ុលបន្ថែមរវាងប្រភពច្រកទ្វារ និងចរន្តច្រកទ្វារ លក្ខណៈនេះជួនកាលត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃចរន្តច្រកទ្វារដែលហូរតាមច្រកទ្វារ MOSFET របស់ RGS អាចលើសពី 1010Ω។ ៥.

 

5. transconductance gm ប្រេកង់ទាបនៅក្នុង VDS សម្រាប់តម្លៃថេរនៃលក្ខខណ្ឌ មីក្រូវ៉ារ្យង់នៃចរន្តបង្ហូរ និងមីក្រូវ៉ារ្យង់វ៉ុលប្រភពទ្វារដែលបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរនេះត្រូវបានគេហៅថា transconductance gm ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីការគ្រប់គ្រងវ៉ុលប្រភពច្រកនៅលើ ចរន្តបង្ហូរគឺដើម្បីបង្ហាញថាការពង្រីក MOSFET នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់មួយដែលជាទូទៅនៅក្នុងជួរពីពីរបីទៅពីរបី mA / V. MOSFET អាចលើសពី 1010Ωយ៉ាងងាយស្រួល។