금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 또는 MOSFET 소스, 드레인, 게이트 및 바디와 같은 단자로 구성된 전압 제어 장치로 회로 내의 전압을 증폭하거나 전환하며 디지털 애플리케이션용 IC에도 광범위하게 사용됩니다. 이들은 증폭기 및 필터와 같은 아날로그 회로에도 사용됩니다. MOSFET은 주로 다음의 단점을 극복하도록 설계되었습니다. 사리 높은 드레인 저항, 적당한 입력 임피던스 및 느린 작동과 같은. MOSFET은 향상 모드와 공핍 모드의 두 가지 유형입니다. 이 기사에서는 MOSFET 유형 중 하나에 대해 설명합니다. 공핍 모드 MOSFET – 유형, 응용 프로그램 작업.

공핍 모드 MOSFET이란 무엇입니까?

연결할 때 게이트 전압을 적용하지 않고 정상적으로 켜지는 MOSFET을 공핍 모드 MOSFET이라고 합니다. 이 MOSFET에서 전류의 흐름은 드레인 단자에서 소스로입니다. 이 유형의 MOSFET은 일반적으로 장치에서도 알려져 있습니다.

MOSFET의 게이트 단자에 전압이 가해지면 소스 채널의 드레인이 더 저항력이 높아집니다. 게이트 - 소스 전압이 더 향상되면 드레인에서 소스로의 전류 흐름은 드레인에서 소스로의 전류 흐름이 멈출 때까지 감소합니다.

자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. 스위치로서의 MOSFET

공핍 모드 MOSFET 기호

p-채널 및 n-채널에 대한 공핍 모드 MOSFET 기호는 아래와 같습니다. 이 MOSFET에서 화살표 기호는 P형 또는 N형과 같은 MOSFET 유형을 나타냅니다. 화살표 기호가 안쪽 방향이면 n-채널이고 화살표 기호가 바깥쪽이면 p-채널입니다.

공핍 MOSFET 기호

공핍 모드 MOSFET은 어떻게 작동합니까?

공핍 MOSFET은 기본적으로 활성화되어 있습니다. 여기서 소스와 드레인 단자는 물리적으로 연결됩니다. MOSFET의 작동을 이해하기 위해 공핍 MOSFET의 유형을 이해합시다.

공핍 모드 MOSFET의 유형

그만큼 공핍 모드 MOSFET 구조 종류에 따라 다릅니다. MOSFET은 p-채널 공핍 모드와 n-채널 공핍 모드의 두 가지 유형입니다. 따라서 각 유형의 공핍 모드 MOSFET 구조와 작동 방식은 아래에서 설명합니다.

N-채널 공핍 MOSFET

N-Channel Depletion MOSFET의 구조는 아래와 같습니다. 이러한 유형의 공핍 MOSFET에서 소스와 드레인은 N형 반도체의 작은 스트립으로 연결됩니다. 이 MOSFET에 사용된 기판은 P형 반도체이며 전자는 이러한 유형의 MOSFET에서 대부분의 전하 캐리어입니다. 여기에서 소스 및 드레인이 많이 도핑됩니다.

N채널 공핍 모드 MOSFET 구성은 작동 방식이 다르다는 점을 제외하고는 향상 모드 n채널 MOSFET과 동일합니다. 소스와 드레인 단자 사이의 간격은 n형 불순물로 구성됩니다.

N 채널 공핍 MOSFET

소스와 드레인과 같은 두 단자 사이에 전위차를 적용하면 기판의 전체 n 영역에 전류가 흐릅니다. 이 MOSFET의 게이트 단자에 음의 전압이 가해지면 전자와 같은 전하 캐리어가 반발되어 유전층 아래의 n 영역 내에서 아래로 이동합니다. 따라서 채널 내에서 전하 캐리어 고갈이 발생합니다.

따라서 전체 채널 전도도가 감소합니다. 이 상태에서 GATE 단자에 동일한 전압을 인가하면 드레인 전류가 감소합니다. 음의 전압이 더 증가하면 도달합니다. 핀치 오프 모드 .

여기 드레인 전류 채널 내 전하 캐리어의 고갈을 변경하여 제어하므로 이것을 호출합니다. 공핍 MOSFET . 여기서 드레인 단자는 +ve 전위, 게이트 단자는 -ve 전위, 소스는 '0' 전위입니다. 따라서 드레인에서 게이트로의 전압 변동은 소스에서 게이트로 비교하여 높으므로, 공핍층 폭은 소스 단자에 비해 드레인으로 높습니다.

P-채널 공핍 MOSFET

P 채널 공핍 MOSFET에서 P형 반도체의 작은 스트립이 소스와 드레인을 연결합니다. 소스와 드레인은 P형 반도체이고 기판은 N형 반도체입니다. 대부분의 전하 캐리어는 구멍입니다.

p 채널 공핍 MOSFET 구성은 n 채널 공핍 모드 MOSFET과 완전히 반대입니다. 이 MOSFET은 사이에 만들어진 채널을 포함합니다. 소스 및 드레인 영역 많이 도핑된 것 p형 불순물. 따라서 이 MOSFET에서는 그림과 같이 n형 기판을 사용하고 채널은 p형으로 사용합니다.

P 채널 공핍 MOSFET

MOSFET의 게이트 단자에 +ve 전압을 적용하면 p형 영역의 전자와 같은 소수 전하 캐리어가 정전기 작용으로 인해 끌어 당겨지고 고정된 음이온 불순물 이온을 형성합니다. 따라서 채널 내에 공핍 영역이 형성되고 결과적으로 채널의 전도도가 감소합니다. 이와 같이 게이트 단자에 +ve 전압을 인가하여 드레인 전류를 제어한다.

이러한 유형의 공핍형 MOSFET을 활성화하려면 트랜지스터가 활성 영역에 있도록 게이트 전압이 0V이고 드레인 전류 값이 커야 합니다. 따라서 이 MOSFET을 다시 켜기 위해 소스 단자에 +ve 전압이 제공됩니다. 따라서 충분한 양의 전압이 있고 베이스 단자에 전압이 가해지지 않으면 이 MOSFET은 최대 작동 상태에 있고 높은 전류를 가집니다.

P 채널 공핍 MOSFET을 비활성화하려면 드레인에 전원을 공급하는 바이어스 양의 전압을 차단할 수 있는 두 가지 방법이 있습니다. 그렇지 않으면 게이트 단자에 -ve 전압을 적용할 수 있습니다. -ve 전압이 게이트 단자에 제공되면 전류가 감소합니다. 게이트 전압이 더 음으로 바뀌면 전류가 차단될 때까지 감소하고 MOSFET은 'OFF' 상태가 됩니다. 따라서 이것은 전류를 배출하는 큰 소스를 중지합니다.

따라서 이 MOSFET의 게이트 단자에 더 많은 -ve 전압이 제공되면 이 MOSFET은 소스-드레인 단자를 가로질러 전류가 덜 흐르게 됩니다. 게이트 전압이 특정 -ve 전압 임계값에 도달하면 트랜지스터가 꺼집니다. 따라서 - 전압은 트랜지스터를 끕니다.

“하나의 트랜지스터가있는 led 점멸 장치 ”

형질

그만큼 드레인 MOSFET 특성 아래에서 논의됩니다.

N채널 공핍형 MOSFET의 드레인 특성

n채널 공핍형 MOSFET의 드레인 특성은 다음과 같습니다. 이러한 특성은 VDS와 IDSS 사이에 표시됩니다. VDS 값을 계속 증가시키면 ID가 증가합니다. 일정 전압 후에는 드레인 전류 ID가 일정해집니다. Vgs = 0에 대한 포화 전류 값을 IDSS라고 합니다.

적용된 전압이 음수일 때마다 게이트 단자의 이 전압은 전자와 같은 전하 캐리어를 기판으로 밀어냅니다. 또한 이 p형 기판 내의 정공은 이러한 전자에 의해 끌리게 됩니다. 따라서 이 전압으로 인해 채널 내의 전자가 정공과 재결합됩니다. 재결합 속도는 적용된 음의 전압에 따라 달라집니다.

N 채널 MOSFET의 드레인 특성

이 음의 전압을 높이면 재결합 속도도 증가하여 no가 감소합니다. 이 채널 내에서 사용 가능한 전자의 수를 줄이고 전류 흐름을 효과적으로 감소시킵니다.

위의 특성을 관찰하면 VGS 값이 더 음이 될 때 드레인 전류가 감소한다는 것을 알 수 있습니다. 특정 전압에서 이 음의 전압은 0이 됩니다. 이 전압을 핀치오프 전압이라고 합니다.

이 MOSFET은 양의 전압에서도 작동하므로 게이트 단자에 양의 전압을 인가하면 전자가 N-채널로 끌리게 됩니다. 그래서 아니. 이 채널 내의 전자의 수가 증가합니다. 따라서 이 채널 내의 전류 흐름이 증가합니다. 따라서 양수 Vgs 값의 경우 ID는 IDSS보다 훨씬 더 큽니다.

N채널 공핍형 MOSFET의 전달 특성

JFET와 유사한 N 채널 공핍형 MOSFET의 전달 특성은 아래와 같습니다. 이러한 특성은 고정 VDS 값에 대한 ID와 VGS 간의 주요 관계를 정의합니다. 양수 VGS 값의 경우 ID 값도 얻을 수 있습니다.

따라서 특성의 곡선이 오른쪽으로 확장됩니다. VGS 값이 양수일 때마다 no. 채널 내 전자의 수가 증가합니다. VGS가 양수이면 이 영역이 향상 영역입니다. 마찬가지로 VGS가 음수이면 이 영역을 공핍 영역이라고 합니다.

N 채널 공핍 MOSFET 전송 특성

ID와 Vgs의 주요 관계는 ID = IDSS(1-VGS/VP)^2로 표현할 수 있습니다. 이 표현식을 사용하여 Vgs의 ID 값을 찾을 수 있습니다.

P채널 공핍형 MOSFET의 드레인 특성

P 채널 공핍형 MOSFET의 드레인 특성은 다음과 같습니다. 여기서 VDS 전압은 음이고 Vgs 전압은 양입니다. Vgs를 계속 증가시키면 Id(드레인 전류)가 감소합니다. 핀치오프 전압에서 이 Id(드레인 전류)는 0이 됩니다. VGS가 음수이면 ID 값은 IDSS보다 훨씬 높아집니다.

P 채널 공핍 MOSFET의 전달 특성

P 채널 공핍 MOSFET의 전송 특성은 n 채널 공핍 MOSFET 전송 특성의 미러 이미지입니다. 여기서 우리는 드레인 전류가 컷오프 지점에서 IDSS까지 양의 VGS 영역에서 향상되고 음의 VGS 값이 증가할 때 계속 증가함을 관찰할 수 있습니다.

P 채널 공핍 MOSFET의 드레인 및 전송 특성

애플리케이션

공핍 MOSFET 애플리케이션에는 다음이 포함됩니다.

이 공핍 MOSFET은 정전류 소스 및 선형 레귤레이터 회로에 다음과 같이 사용할 수 있습니다. 패스 트랜지스터 .
이들은 시동 보조 전원 공급 회로에서 광범위하게 사용됩니다.
일반적으로 이러한 MOSFET은 전압이 인가되지 않을 때 켜집니다. 이는 정상 조건에서 전류를 전도할 수 있음을 의미합니다. 따라서 이것은 디지털 논리 회로에서 부하 저항으로 사용됩니다.
이들은 PWM IC 내의 플라이백 회로에 사용됩니다.
이들은 텔레콤 스위치, 솔리드 스테이트 릴레이 등에 사용됩니다.
이 MOSFET은 전압 스위핑 회로, 전류 모니터 회로, LED 어레이 드라이버 회로 등에 활용됩니다.

따라서 이것은 공핍 모드의 개요입니다. MOSFET – 작동 응용 프로그램과 함께. 향상 모드 MOSFET이란 무엇입니까?