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 ជាធម្មតាមិននៅខាងក្នុងបន្ទះសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាទេ។

 

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 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។