اصل کار حالت بهبود کانال N MOSFET

(1) اثر کنترل vGS بر روی ID و کانال

① مورد vGS=0

مشاهده می شود که دو اتصال PN پشت سر هم بین تخلیه d و منبع s حالت بهبود وجود دارد.ماسفت.

هنگامی که ولتاژ گیت منبع vGS=0، حتی اگر vDS ولتاژ منبع تخلیه اضافه شود، و صرف نظر از قطبیت vDS، همیشه یک اتصال PN در حالت بایاس معکوس وجود دارد. هیچ کانال رسانایی بین درین و منبع وجود ندارد، بنابراین در حال حاضر ID جریان تخلیه≈0 است.

② مورد vGS>0

اگر vGS> 0 باشد، یک میدان الکتریکی در لایه عایق SiO2 بین دروازه و زیرلایه ایجاد می شود. جهت میدان الکتریکی عمود بر میدان الکتریکی است که از دروازه به زیرلایه روی سطح نیمه هادی هدایت می شود. این میدان الکتریکی حفره ها را دفع می کند و الکترون ها را جذب می کند. سوراخ‌های دفع: سوراخ‌های موجود در بستر نوع P نزدیک دروازه دفع می‌شوند و یون‌های گیرنده غیرقابل حرکت (یون‌های منفی) را ترک می‌کنند تا یک لایه تخلیه را تشکیل دهند. جذب الکترون ها: الکترون ها (حامل های اقلیت) در بستر نوع P به سطح زیرلایه جذب می شوند.

(2) تشکیل کانال رسانا:

هنگامی که مقدار vGS کوچک است و توانایی جذب الکترون قوی نیست، هنوز کانال رسانایی بین درین و منبع وجود ندارد. با افزایش vGS، الکترون های بیشتری به لایه سطحی زیرلایه P جذب می شوند. هنگامی که vGS به مقدار معینی می رسد، این الکترون ها یک لایه نازک نوع N را روی سطح بستر P نزدیک دروازه تشکیل می دهند و به دو ناحیه N+ متصل می شوند و یک کانال رسانای نوع N بین درین و منبع تشکیل می دهند. نوع رسانایی آن برخلاف زیرلایه P است، بنابراین به آن لایه وارونگی نیز می گویند. هر چه vGS بزرگتر باشد، میدان الکتریکی فعال بر روی سطح نیمه هادی قوی تر است، الکترون های بیشتری به سطح زیرلایه P جذب می شوند، کانال رسانا ضخیم تر است و مقاومت کانال کوچکتر است. ولتاژ منبع گیت هنگامی که کانال شروع به تشکیل می کند ولتاژ روشن شدن نامیده می شود که با VT نشان داده می شود.

اینکانال N ماسفتزمانی که vGS < VT در بالا توضیح داده شد نمی تواند یک کانال رسانا تشکیل دهد و لوله در حالت قطع است. تنها زمانی که vGS≥VT می تواند یک کانال تشکیل شود. این نوعماسفتزمانی که vGS≥VT حالت بهبود نامیده می شود، باید یک کانال رسانا تشکیل دهدماسفت. پس از تشکیل کانال، هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو vDS بین تخلیه و منبع اعمال می شود، جریان تخلیه تولید می شود. تأثیر vDS بر ID، زمانی که vGS>VT و مقدار مشخصی است، تأثیر ولتاژ منبع تخلیه vDS بر کانال رسانا و شناسه جریان مشابه ترانزیستور اثر میدان اتصال است. افت ولتاژ تولید شده توسط شناسه جریان تخلیه در طول کانال باعث می شود ولتاژ بین هر نقطه از کانال و دروازه دیگر برابر نباشد. ولتاژ در انتهای نزدیک به منبع بزرگترین است، جایی که کانال ضخیم ترین است. ولتاژ در انتهای تخلیه کوچکترین است و مقدار آن VGD=vGS-vDS است، بنابراین کانال در اینجا نازکترین است. اما وقتی vDS کوچک است (vDS