Was ist ein DEMOSFET?

DEMOSFET.

Demosfet: Verarmungsanreichernder Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor

Feldeffekttransistoren (FET) sind Transistoren, die üblicherweise zur Verstärkung schwacher Signale verwendet werden (z. B. zur Verstärkung drahtloser Signale).

Das Gerät kann analoge oder digitale Signale verstärken.

Es kann auch Gleichstrom schalten oder als Oszillator fungieren.

Im FET fließt der Strom entlang eines Halbleiterpfads, der als Kanal bezeichnet wird.

An einem Ende des Kanals befindet sich eine Elektrode, die Quelle genannt wird.

Am anderen Ende des Kanals befindet sich eine Elektrode, die als Abwasserkanal bezeichnet wird.

Der physische Durchmesser der Festleitung, aber der effektive elektrische Durchmesser kann durch Anlegen einer Spannung an eine Steuerelektrode, die als Gate bezeichnet wird, variiert werden.

N-Channel-DE-MOSFET-Structure

Die Leitfähigkeit des Fötus hängt zu einem bestimmten Zeitpunkt vom Durchmesser der Stromleitung ab. Kleine Änderungen in der Gate-Spannung können große Schwankungen im Strom von der Quelle zum Abfluss verursachen. Auf diese Weise verstärkt der Fötus Signale. Der Fötus hat im Vergleich zu Bipolartransistoren mehrere Vor- und einige Nachteile. Feldeffekttransistoren werden für den Einsatz bei schwachen Signalen bevorzugt, beispielsweise in drahtlosen Kommunikations- und Rundfunkempfängern.

Sie werden auch in Schaltkreisen und Systemen bevorzugt, die eine hohe Impedanz erfordern.

Der Fötus wird im Allgemeinen nicht zur Hochleistungsverstärkung verwendet, wie sie in großen drahtlosen Kommunikations- und Rundfunksendern erforderlich ist. Feldeffekttransistoren werden auf integrierten Siliziumchips (IC) hergestellt. Ein IC kann Tausende von FETs enthalten, zusammen mit anderen Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und Dioden. Feldeffekttransistoren gibt es in zwei Hauptklassifikationen.

Die Gate-Feldeffekttransistoren sind die einfachsten Arten von Transistoreffektfeldern. Sie sind ein Halbleiterbauelement mit drei Anschlüssen, das als elektronisch gesteuerter Schalter, Verstärker oder spannungsgesteuerter Widerstand verwendet werden kann.

Die Verbindungsstelle verfügt über einen Kanal aus Halbleitermaterialien vom n-Typ (n-Kanal) oder Halbleitermaterialien vom p-Typ (p-Kanal); Gates bestehen aus entgegengesetzten Halbleitertypen.

In p-Typ-Materialien erfolgt die elektrische Ladung hauptsächlich in Form von Elektronendefekten, sogenannten Löchern.

In n-Typ-Material sind die Ladungsträger hauptsächlich Elektronen.

In einem JFET ist der Schnittpunkt die Grenze zwischen dem Kanal und dem Gate.

Normalerweise ist der p-n-Anschluss vorgespannt (Gleichspannung angelegt), sodass kein Strom zwischen Kanal und Gate fließt.

Unter bestimmten Bedingungen fließt jedoch während eines Teils des Eingangssignalzyklus ein kleiner Strom durch die Verbindungsstelle.

Wir wissen, dass die Breite des Verarmungsbereichs zunimmt, wenn das Gate in Bezug auf die Source im n-Kanal-JFET negativ vorgespannt ist. Eine vergrößerte Verarmungsfläche verringert die Kanaldicke, was die Haltbarkeit erhöht. Das Nettoergebnis ist, dass die Stromabnahme-ID reduziert wird.

Wenn die Polarität vgg umgekehrt wird, um eine positive Vorspannung an das Gate in Bezug auf die Source anzulegen, wird die p-n-Verbindung zwischen dem Gate und dem Kanal vorwärts geschoben. Da die Vorwärtsvorspannung die Breite des Verarmungsbereichs verringert, nimmt die Kanaldicke mit der entsprechenden Verringerung des Kanalwiderstands zu. Infolgedessen erhöht sich der Stromabfluss id über den Wert von idss jfet hinaus.

Der normale Betrieb eines JFET erfolgt im Abschreibungsmodus. Allerdings ist es, wie oben diskutiert, auch möglich, die Leitfähigkeit der Jfet-Kanäle zu verbessern. Allerdings ist die Durchlassvorspannung der Silizium-pn-Verbindung normalerweise auf maximal 0,5 V begrenzt (konservativere Grenzwerte sind 0,2 V), wodurch der Gate-Strom begrenzt wird.

Wie wir gesehen haben, ist die gm-Transleitfähigkeit umso größer, je größer der id im Vergleich zum id ist. Wir haben bereits gesehen, dass die Spannungsverstärkung direkt proportional zu gm ist. Im Allgemeinen gilt also: Je höher der GM, desto besser. Dies ist einer der Vorteile der Möglichkeit, den Kanal zu verbessern.

O im Mosfet kann der Kanal entweder ein n-Typ- oder ein p-Typ-Halbleiter sein. Die Gate-Elektrode ist ein Stück Metall, dessen Oberfläche oxidiert ist. Die Oxidschicht isoliert das Gate elektrisch vom Kanal. Aus diesem Grund wurde der Mosfet ursprünglich genannt ein isolierter Gate-FET (Igfet), aber der Begriff wird heute nur noch selten verwendet.

Da die Oxidschicht als Dielektrikum fungiert, fließt während jedes Teils des Signalzyklus grundsätzlich kein Strom zwischen Gate und Kanal. Dies verleiht dem Mosfet eine extrem große Eingangsimpedanz. Da die Oxidschicht sehr dünn ist, ist der MOSFET anfällig Es kann zu Schäden durch elektrostatische Aufladung kommen. Bei der Handhabung und dem Transport von Mos-Geräten sind besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

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