คุณรู้หรือไม่ว่า N-channel MOSFET คืออะไร?

I. โครงสร้างพื้นฐานและองค์ประกอบ

MOSFET แบบ N-channel ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

ประตู:ขั้วต่อควบคุมโดยการเปลี่ยนแรงดันเกตเพื่อควบคุมช่องนำไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ-

 

แหล่งที่มา:กระแสไฟไหลออก มักจะเชื่อมต่อกับด้านลบของวงจร-

 

ท่อระบายน้ำ: กระแสไฟไหลเข้า มักจะเชื่อมต่อกับโหลดของวงจร

พื้นผิว:โดยปกติแล้วจะเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ซึ่งใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับ MOSFET

ฉนวน-ตั้งอยู่ระหว่างประตูและช่อง มักทำจากซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) และทำหน้าที่เป็นฉนวน

ครั้งที่สอง หลักการทำงาน

หลักการทำงานของ N-channel MOSFET ขึ้นอยู่กับผลกระทบของสนามไฟฟ้า ซึ่งดำเนินการดังต่อไปนี้:

สถานะการตัดออก:เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกต (Vgs) ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ (Vt) จะไม่มีการสร้างช่องนำไฟฟ้าประเภท N ในซับสเตรตประเภท P ใต้เกต ดังนั้นสถานะการตัดไฟระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำจึงเกิดขึ้น และกระแสน้ำไม่สามารถไหลได้

สถานะการนำไฟฟ้า:เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกต (Vgs) สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ (Vt) รูในซับสเตรตประเภท P ใต้เกตจะถูกผลักออกไป ทำให้เกิดชั้นการพร่อง เมื่อแรงดันเกตเพิ่มขึ้นอีก อิเล็กตรอนจะถูกดึงดูดไปที่พื้นผิวของซับสเตรตประเภท P ทำให้เกิดช่องนำไฟฟ้าประเภท N ณ จุดนี้ เส้นทางจะถูกสร้างขึ้นระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ และกระแสสามารถไหลได้

ที่สาม ประเภทและลักษณะ

MOSFET แบบ N-channel สามารถจำแนกได้เป็นประเภทต่างๆ ตามคุณลักษณะ เช่น โหมดเพิ่มประสิทธิภาพ และโหมดพร่อง หนึ่งในนั้นคือ MOSFET ในโหมดเพิ่มประสิทธิภาพจะอยู่ในสถานะตัดเมื่อแรงดันเกตเป็นศูนย์ และจำเป็นต้องใช้แรงดันเกตบวกเพื่อดำเนินการ ในขณะที่ MOSFET โหมดพร่องจะอยู่ในสถานะนำไฟฟ้าอยู่แล้วเมื่อแรงดันเกตเป็นศูนย์

MOSFET แบบ N-channel มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ เช่น:

ความต้านทานอินพุตสูง:เกตและช่องของ MOSFET ถูกแยกออกด้วยชั้นฉนวน ส่งผลให้มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงมาก

เสียงรบกวนต่ำ:เนื่องจากการทำงานของ MOSFET ไม่เกี่ยวข้องกับการฉีดและการผสมตัวพาส่วนน้อย เสียงจึงต่ำ

การใช้พลังงานต่ำ: MOSFET มีการใช้พลังงานต่ำทั้งในสถานะเปิดและปิด

ลักษณะการสลับความเร็วสูง:MOSFET มีความเร็วในการสลับที่รวดเร็วมากและเหมาะสำหรับวงจรความถี่สูงและวงจรดิจิตอลความเร็วสูง

IV. พื้นที่ใช้งาน

MOSFET แบบ N-channel ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม เช่น:

วงจรดิจิตอล:เนื่องจากเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของวงจรลอจิกเกต จึงใช้การประมวลผลและการควบคุมสัญญาณดิจิทัล

วงจรอนาล็อก:ใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญในวงจรอะนาล็อก เช่น เครื่องขยายเสียงและตัวกรอง

อิเล็กทรอนิกส์กำลัง:ใช้สำหรับควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง เช่น สวิตชิ่งจ่ายไฟ และมอเตอร์ขับเคลื่อน

พื้นที่อื่นๆ:เช่น ไฟ LED อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ การสื่อสารไร้สาย และสาขาอื่นๆ ก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน

โดยสรุป N-channel MOSFET ซึ่งเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญ มีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่