MOSFET Pinchoff neden oluşur?

Bu soru, geliştirilmiş n-tipi MOSFET'lerle ilgilidir. Anladığım kadarıyla, kapıya bir voltaj uygulandığında MOSFET'in kapısının altındaki yalıtım katmanının altında bir inversiyon katmanı oluşur. Tüm bu voltaj aşan , eşik voltajı ; bu inversiyon tabakası elektronların kaynaktan drenaja akmasını sağlar. Bir gerilim Eğer şimdi uygulanır, inversiyon bölge o olacak o kadar incelmesini sağlayacak, sonunda konik ve başlayacak çimdik-off , bu kez sıkışmak-off (artık yüksekliğinde küçültmek olabilir), bu olacak daha sonra kaynağa yaklaştıkça ve uzadıkça uzunluk (genişlik) küçülmeye başlar. $V_\mathrm{T}$ $V_\mathrm{DS}$

Sorularım:

Söylediklerim doğru mu?
Bu çimdiklenme neden oluşur? Kitabımın ne dediğini anlamıyorum. Drenajdaki elektrik alanı hakkında da kapıyla orantılı olduğunu söyler.
Anladığım kadarıyla, MOSFET doymuş olduğunda, sıkışan bit ile drenaj arasında bir tükenme tabakası oluşur. Bu bitmiş kısımdan akım, gidere nasıl akar? Boşaltma tabakasının çalışmadığını düşündüm ... Bir diyotta olduğu gibi ...

transistors mosfet pn-junction

— user968243
kaynak

Açıklamanız doğru: olduğu takdirde, Kaynaktan Drenaj Kaynak gerilimi uygularsak veya daha yüksekse kanal sıkışır. $V_{GS}>V_T$ $V_{SAT}=V_{GS}-V_{T}$

Orada ne olduğunu açıklamaya çalışacağım. Örneklerde n-tipi MOSFET olduğunu varsayıyorum, ancak açıklamalar da p-tipi MOSFET için geçerlidir (bazı ayarlarla, elbette).

Sıkıştırma nedeni:

Kanal boyunca elektrik potansiyelini düşünün: Kaynağın yakınındaki eşittir ; Bu eşit Drain yakınında bulunmaktadır. Potansiyel fonksiyonun sürekli olduğunu da hatırlayın. Yukarıdaki iki ifade derhal sonuç, potansiyel değişiklikleri sürekli olarak meydana olmasıdır için kanal boyunca (beni yaygın ve kullanım koşulları "potansiyel" ve değiştirilebilir bir biçimde- "Gerilim" olsun). $V_S$ $V_D$ $V_S$ $V_D$

resim açıklamasını buraya girin

Şimdi, yukarıdaki sonucun inversiyon katmanındaki yükü nasıl etkilediğini görelim. Bu ücret (evet, Yüzey, değil Kaynak. Sebebi genellikle kullanmak nedeniyle Kapısı-to-Yüzey gerilime Kapısı altında birikir Hatırlama bu $V_{GS}$ $V_{DS}$

$V_{SAT}=V_{GS}-V_{T}$ $V_{eff}=V_{GS}-V_{SAT}=V_T$

resim açıklamasını buraya girin

Sıkıştırma noktası ile Tahliye arasında ne olur:

Bu bölgedeki Kapı-Substrat gerilimi, tersine çevirme tabakasının oluşumu için yeterli değildir, bu nedenle bu bölge sadece tükenir (tersine tersine). Boşaltma bölgesinde mobil taşıyıcı bulunmamakla birlikte, içinden geçen akım akışı üzerinde herhangi bir kısıtlama yoktur: eğer bir taşıyıcı boşaltma bölgesine bir taraftan girerse ve bölgede elektrik alanı varsa - bu taşıyıcı alan tarafından sürüklenecektir. Ayrıca, bu tükenme bölgesine giren taşıyıcıların başlangıç hızı vardır.

Yukarıdakilerin hepsi, söz konusu taşıyıcılar tükenme bölgesinde yeniden birleşmeyeceği sürece doğrudur. N-tipi MOSFET'te tükenme bölgesinde p-tipi taşıyıcılar yoktur, ancak akım n-tipi taşıyıcılardan oluşur - bu, bu taşıyıcıların rekombinasyon olasılığının çok düşük olduğu (ve herhangi bir pratik amaç için ihmal edilebileceği) anlamına gelir.

Sonuç: Bu tükenme bölgesine giren yük taşıyıcıları, bu bölgedeki alan tarafından hızlandırılacak ve nihayetinde gidere ulaşacaktır. Genellikle bu bölgenin direncinin tamamen ihmal edilebileceği durumdur (bunun fiziksel nedeni oldukça karmaşıktır - bu tartışma fizik forumu için daha uygundur).

Bu yardımcı olur umarım

— Vasiliy
kaynak

V_{D S}

$V_\mathrm{DS}$

Hayır, bu sefer açıklamanız yanlış. MOS kapasitörün tanımına geri dönün: Kapı ile Substrat arasındaki potansiyel fark ne kadar fazla olursa, kapının altında daha fazla yük birikecektir (ters çevirme şarjı). Kaynaktan Boşaltma gerilimi olmadığında, bu potansiyel farkı sabittir. Ancak, Drenaj için daha yüksek potansiyel uyguladığınızda, Drenaj yakınındaki Substratın potansiyeli de artar. Substratın potansiyelindeki bu yerel artış, daha az ters çevirme yüküne (ve nihayetinde sıkışmaya) yol açan Kapıdan Substrata voltajın yerel olarak azaltılmasına yol açar.

— Vasiliy

Ah evet, Drenaj Kaynak gerilimi, Substrat Gerilim Kapısı'na karşıdır ve bu muhalefet, Drenaj yakınında çok belirgindir ve kaynağın yakınında zorlukla telaffuz edilir. Sanırım, bu nedenle Drenaj Kaynak gerilimi Substrat gerilimine Kapıya eşit olduğunda, Drenajdaki gerilim temelde bu Gate to Substrate gerilimine tam olarak karşı çıkıyor ve böylece ters çevirme tabakasının küçük olmasına (kıstırma) neden oluyor. kapalı). Bunun için çok teşekkürler, kesinlikle tüm kitaplarımdan çok daha açık hale getirdin!

— user968243

V_{S A T} = V_{G S} - V_{T}

$V_{SAT}=V_{GS}-V_T$

Cevabınız için teşekkürler Vasiliy. Size sormak istediğim, aynı durumun nMOS tükenme modu için mi yoksa sadece geliştirme modu transistörleri için mi geçerli olduğu? Umarım anlarsın.