N-ചാനൽ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ മോഡിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം MOSFET

(1) ഐഡിയിലും ചാനലിലും vGS-ൻ്റെ നിയന്ത്രണ പ്രഭാവം

① vGS=0 ൻ്റെ കേസ്

എൻഹാൻസ്‌മെൻ്റ് മോഡിൻ്റെ ഡ്രെയിൻ ഡിക്കും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിൽ രണ്ട് ബാക്ക്-ടു-ബാക്ക് പിഎൻ ജംഗ്ഷനുകൾ ഉണ്ടെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.മോസ്ഫെറ്റ്.

ഗേറ്റ്-സോഴ്‌സ് വോൾട്ടേജ് vGS=0 ആയിരിക്കുമ്പോൾ, ഡ്രെയിൻ-സോഴ്‌സ് വോൾട്ടേജ് vDS ചേർത്താലും, vDS-ൻ്റെ ധ്രുവീയത പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ, റിവേഴ്സ് ബയേസ്ഡ് സ്റ്റേറ്റിൽ എപ്പോഴും ഒരു PN ജംഗ്ഷൻ ഉണ്ടാകും. ഡ്രെയിനിനും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു ചാലക ചാനൽ ഇല്ല, അതിനാൽ ഈ സമയത്ത് ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് ID≈0 ആണ്.

② vGS>0 ൻ്റെ കേസ്

vGS>0 ആണെങ്കിൽ, ഗേറ്റിനും അടിവസ്ത്രത്തിനും ഇടയിലുള്ള SiO2 ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയറിൽ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ ദിശ ഗേറ്റിൽ നിന്ന് അർദ്ധചാലക പ്രതലത്തിലെ അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന് ലംബമാണ്. ഈ വൈദ്യുത മണ്ഡലം ദ്വാരങ്ങളെ അകറ്റുകയും ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. റിപ്പല്ലിംഗ് ദ്വാരങ്ങൾ: ഗേറ്റിന് സമീപമുള്ള പി-ടൈപ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലെ ദ്വാരങ്ങൾ പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു, ഇത് അചഞ്ചലമായ സ്വീകർത്താവ് അയോണുകൾ (നെഗറ്റീവ് അയോണുകൾ) അവശേഷിപ്പിച്ച് ഒരു ഡിപ്ലിഷൻ ലെയർ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കുക: പി-ടൈപ്പ് അടിവസ്ത്രത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ (ന്യൂനപക്ഷ വാഹകർ) അടിവസ്ത്ര പ്രതലത്തിലേക്ക് ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു.

(2) ചാലക ചാനലിൻ്റെ രൂപീകരണം:

vGS മൂല്യം ചെറുതായിരിക്കുകയും ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കാനുള്ള കഴിവ് ശക്തമല്ലാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ചോർച്ചയ്ക്കും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു ചാലക ചാനൽ ഇപ്പോഴും ഇല്ല. vGS വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, P അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഉപരിതല പാളിയിലേക്ക് കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു. vGS ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിൽ എത്തുമ്പോൾ, ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഗേറ്റിന് സമീപമുള്ള P അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു N-തരം നേർത്ത പാളി ഉണ്ടാക്കുകയും രണ്ട് N+ മേഖലകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഡ്രെയിനിനും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു N-തരം ചാലക ചാനൽ രൂപീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിൻ്റെ ചാലകത തരം പി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന് വിപരീതമാണ്, അതിനാൽ ഇതിനെ വിപരീത പാളി എന്നും വിളിക്കുന്നു. വലിയ vGS ആണ്, അർദ്ധചാലക പ്രതലത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലം ശക്തമാണ്, കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ പി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു, ചാലക ചാനൽ കട്ടിയുള്ളതും ചാനൽ പ്രതിരോധം ചെറുതുമാണ്. ചാനൽ രൂപപ്പെടാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ ഗേറ്റ്-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജിനെ വിടി പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ടേൺ-ഓൺ വോൾട്ടേജ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ദിഎൻ-ചാനൽ മോസ്ഫെറ്റ്മുകളിൽ ചർച്ച ചെയ്ത vGS < VT, ട്യൂബ് കട്ട് ഓഫ് അവസ്ഥയിലായിരിക്കുമ്പോൾ ഒരു ചാലക ചാനൽ രൂപീകരിക്കാൻ കഴിയില്ല. vGS≥VT ചെയ്യുമ്പോൾ മാത്രമേ ഒരു ചാനൽ രൂപീകരിക്കാൻ കഴിയൂ. ഇത്തരത്തിലുള്ളമോസ്ഫെറ്റ്vGS≥VT നെ എൻഹാൻസ്‌മെൻ്റ് മോഡ് എന്ന് വിളിക്കുമ്പോൾ അത് ഒരു ചാലക ചാനൽ രൂപീകരിക്കണംമോസ്ഫെറ്റ്. ചാനൽ രൂപപ്പെട്ടതിനുശേഷം, ഡ്രെയിനിനും ഉറവിടത്തിനുമിടയിൽ ഒരു ഫോർവേഡ് വോൾട്ടേജ് vDS പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ഒരു ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് ഉണ്ടാകുന്നു. ID-യിലെ vDS-ൻ്റെ സ്വാധീനം, vGS>VT എന്നത് ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യമായിരിക്കുമ്പോൾ, ചാലക ചാനലിലും നിലവിലെ ഐഡിയിലും ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജ് vDS-ൻ്റെ സ്വാധീനം ജംഗ്ഷൻ ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററിൻ്റേതിന് സമാനമാണ്. ചാനലിനൊപ്പം ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് ഐഡി സൃഷ്ടിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് ചാനലിലെ ഓരോ പോയിൻ്റിനും ഗേറ്റിനുമിടയിലുള്ള വോൾട്ടേജുകളെ ഇനി തുല്യമാക്കുന്നില്ല. ഉറവിടത്തിന് സമീപമുള്ള വോൾട്ടേജ് ഏറ്റവും വലുതാണ്, അവിടെ ചാനൽ കട്ടിയുള്ളതാണ്. ഡ്രെയിൻ അറ്റത്തുള്ള വോൾട്ടേജ് ഏറ്റവും ചെറുതാണ്, അതിൻ്റെ മൂല്യം VGD=vGS-vDS ആണ്, അതിനാൽ ചാനൽ ഇവിടെ ഏറ്റവും കനം കുറഞ്ഞതാണ്. എന്നാൽ vDS ചെറുതായിരിക്കുമ്പോൾ (vDS