Ano ang Depletion Mode MOSFET : Working & Its Applications

Ang metal-oxide-semiconductor field-effect transistor o MOSFET ay isang device na kinokontrol ng boltahe na ginawa gamit ang mga terminal tulad ng source, drain, gate at body upang palakasin o palitan ang mga boltahe sa loob ng mga circuit at malawak ding ginagamit sa mga IC para sa mga digital na application. Ginagamit din ang mga ito sa mga analog circuit tulad ng mga amplifier at filter. Ang mga MOSFET ay pangunahing idinisenyo upang malampasan ang mga kakulangan ng KATOTOHANAN tulad ng mataas na drain resistance, katamtamang input impedance at mabagal na operasyon. Ang mga MOSFET ay dalawang uri ng enhancement mode at depletion mode. Tinatalakay ng artikulong ito ang isa sa mga uri ng MOSFET depletion mode MOSFET – mga uri, nagtatrabaho sa mga application.

Ano ang Depletion Mode MOSFET?

Ang isang MOSFET na karaniwang naka-ON nang hindi nag-aaplay ng anumang boltahe ng gate kapag kumonekta ka ay kilala bilang isang depletion mode na MOSFET. Sa MOSFET na ito, ang daloy ng kasalukuyang ay mula sa drain terminal hanggang sa pinagmulan. Ang ganitong uri ng MOSFET ay kilala rin bilang karaniwan sa device.

Kapag ang isang boltahe ay inilapat sa gate terminal ng MOSFET, ang drain sa source channel ay magiging mas resistive. Kapag ang boltahe ng gate-source ay higit na nagpapabuti, ang daloy ng kasalukuyang mula sa alisan ng tubig patungo sa pinagmumulan ay bababa hanggang sa ang daloy ng kasalukuyang mula sa alisan ng tubig patungo sa pinagmumulan ay huminto.

Mangyaring sumangguni sa link na ito upang malaman ang higit pa tungkol sa MOSFET bilang Switch

Simbolo ng MOSFET ng Depletion Mode

Ang mga simbolo ng depletion mode na MOSFET para sa p-channel at n-channel ay ipinapakita sa ibaba. Sa mga MOSFET na ito, ang mga simbolo ng arrow ay kumakatawan sa uri ng MOSFET tulad ng P-type o N-type. Kung ang simbolo ng arrow ay nasa loob ng direksyon kung gayon ito ay n-channel at kung ang simbolo ng arrow ay nasa labas, kung gayon ito ay p-channel.

Paano Gumagana ang Depletion Mode MOSFET?

Ang pag-ubos ng MOSFET ay isinaaktibo bilang default. Dito, pisikal na konektado ang mga source at drain terminal. Upang maunawaan ang paggana ng MOSFET, hayaan nating maunawaan ang mga uri ng Depletion MOSFET.

Mga Uri ng Depletion Mode MOSFET

Ang Depletion mode na istraktura ng MOSFET nag-iiba batay sa uri. Ang mga MOSFET ay dalawang uri ng p-channel depletion mode at n-channel depletion mode. Kaya, ang bawat uri ng depletion mode na istraktura ng MOSFET at ang pagtatrabaho nito ay tinalakay sa ibaba.

N-Channel Depletion MOSFET

Ang istraktura ng N-Channel Depletion MOSFET ay ipinapakita sa ibaba. Sa ganitong uri ng pag-ubos ng MOSFET, ang pinagmulan at alisan ng tubig ay konektado sa pamamagitan ng isang maliit na strip ng N-type na semiconductor. Ang substrate na ginamit sa MOSFET na ito ay isang P-type na semiconductor at ang mga electron ang karamihan sa mga tagadala ng singil sa ganitong uri ng MOSFET. Dito, ang pinagmulan at alisan ng tubig ay na-doped nang husto.

Ang pagbuo ng N-channel depletion mode na MOSFET ay kapareho kumpara sa enhancement mode n channel MOSFET maliban kung magkaiba ang paggana nito. Ang agwat sa pagitan ng source at drain terminal ay binubuo ng mga n-type na impurities.

Kapag nag-apply kami ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng parehong mga terminal tulad ng source at drain, dumadaloy ang kasalukuyang sa buong n-rehiyon ng substrate. Kapag ang isang negatibong boltahe ay inilapat sa gate terminal ng MOSFET na ito, ang mga tagadala ng singil tulad ng mga electron ay maitaboy at ililipat pababa sa loob ng n-rehiyon sa ilalim ng dielectric na layer. Kaya ang pag-ubos ng charge carrier ay magaganap sa loob ng channel.

Kaya, ang pangkalahatang kondaktibiti ng channel ay nabawasan. Sa ganitong kondisyon, kapag ang parehong boltahe ay inilapat sa GATE terminal, ang drain current ay bababa. Kapag ang negatibong boltahe ay nadagdagan pa ito ay umabot sa pinch-off mode .

Dito ang alisan ng tubig ang kasalukuyang ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbabago ng pagkaubos ng mga carrier ng singil sa loob ng channel kaya, ito ay tinatawag na pagkaubos ng MOSFET . Dito, ang drain terminal ay nasa +ve potential, ang gate terminal ay nasa isang -ve potential at ang source ay nasa '0' potential. Kaya ang pagkakaiba-iba ng boltahe sa pagitan ng drain hanggang sa gate ay mataas kumpara sa source hanggang gate, kaya ang depletion layer width ay mataas sa drain kumpara sa source terminal.

P-Channel Depletion MOSFET

Sa P Channel depletion MOSFET, isang maliit na strip ng semiconductor ng P-type ang nagkokonekta sa source at drain. Ang source at drain ay P-type semiconductor at ang Substrate ay N-type semiconductor. Ang karamihan ng mga tagadala ng singil ay mga butas.

Ang p channel depletion MOSFET construction ay medyo kabaligtaran sa n channel depletion mode MOSFET. Kasama sa MOSFET na ito ang isang channel na ginawa sa pagitan ng rehiyon ng pinagmulan at alisan ng tubig na kung saan ay mabigat doped sa mga uri ng p impurities. Kaya, sa MOSFET na ito, ang n-type na substrate ay ginagamit at ang channel ay p-type tulad ng ipinapakita sa diagram.

Kapag naglapat na kami ng +ve boltahe sa gate terminal ng MOSFET, maaakit ang mga minority charge carrier tulad ng mga electron sa p-type na rehiyon dahil sa electrostatic action at bubuo ng mga fixed negative impurity ions. Kaya magkakaroon ng depletion region sa loob ng channel at dahil dito, nababawasan ang conductivity ng channel. Sa ganitong paraan, ang drain current ay kinokontrol sa pamamagitan ng paglalagay ng +ve boltahe sa gate terminal.

Kapag naglapat na kami ng +ve boltahe sa gate terminal ng MOSFET, maaakit ang mga minority charge carrier tulad ng mga electron sa p-type na rehiyon dahil sa electrostatic action at bubuo ng mga fixed negative impurity ions. Kaya magkakaroon ng depletion region sa loob ng channel at dahil dito, nababawasan ang conductivity ng channel. Sa ganitong paraan, ang drain current ay kinokontrol sa pamamagitan ng paglalagay ng +ve boltahe sa gate terminal.

Upang i-activate ang ganitong uri ng depletion type MOSFET, ang boltahe ng gate ay dapat na 0V at ang drain current value ay malaki upang ang transistor ay nasa aktibong rehiyon. Kaya, muli upang i-on ang MOSFET na ito, ang +ve boltahe ay ibinibigay sa source terminal. Kaya't sa sapat na positibong boltahe at walang boltahe na inilapat sa base terminal, ang MOSFET na ito ay nasa maximum na operasyon at may mataas na kasalukuyang.

Upang i-deactivate ang isang P-channel depletion MOSFET, mayroong dalawang paraan na maaari mong putulin ang bias na positibong boltahe, na nagpapagana sa drain kung hindi, maaari kang maglapat ng isang -ve boltahe sa terminal ng gate. Kapag ang isang -ve boltahe ay ibinigay sa gate terminal, ang kasalukuyang ay mababawasan. Habang nagiging mas negatibo ang boltahe ng gate, bumababa ang kasalukuyang hanggang sa cutoff, pagkatapos ang MOSFET ay nasa kondisyon na 'OFF'. Kaya, pinipigilan nito ang isang malaking mapagkukunan upang maubos ang kasalukuyang.

Kaya, sa sandaling muli -ve boltahe ay ibinigay sa gate terminal ng MOSFET na ito, pagkatapos ang MOSFET na ito ay magsasagawa ng mas mababa at mas kaunting kasalukuyang ay naroroon sa kabila ng source-drain terminal. Kapag ang boltahe ng gate ay umabot sa isang tiyak na –ve boltahe threshold, pagkatapos ay i-off nito ang transistor. Kaya, pinapatay ng -ve boltahe ang transistor.

Mga katangian

Ang alisan ng tubig ang mga katangian ng MOSFET ay tinatalakay sa ibaba.

Mga Katangian ng Drain ng N channel Depletion MOSFET

Ang mga katangian ng drain ng n channel depletion MOSFET ay ipinapakita sa ibaba. Ang mga katangiang ito ay naka-plot sa pagitan ng VDS at IDSS. Kapag patuloy nating tinataasan ang halaga ng VDS, tataas ang ID. Pagkatapos ng isang tiyak na boltahe, ang kasalukuyang drain ID ay magiging pare-pareho. Ang kasalukuyang halaga ng saturation para sa Vgs = 0 ay tinatawag na IDSS.

Sa tuwing negatibo ang boltahe na inilapat, at pagkatapos ang boltahe na ito sa terminal ng gate ay magtutulak sa mga carrier ng singil tulad ng mga electron sa substrate. At ang mga butas sa loob ng p-type na substrate na ito ay maaakit ng mga electron na ito. Kaya dahil sa boltahe na ito, ang mga electron sa loob ng channel ay muling isasama sa mga butas. Ang rate ng recombination ay depende sa negatibong boltahe na inilapat.

Kapag tinaasan natin ang negatibong boltahe na ito, tataas din ang recombination rate kaya bababa ang no. ng mga electron na magagamit sa loob ng channel na ito at epektibong bawasan ang kasalukuyang daloy.

kapag napagmasdan natin ang mga katangian sa itaas, makikita na kapag ang halaga ng VGS ay magiging mas negatibo, ang daloy ng tubig ay bababa. Sa isang tiyak na boltahe, ang negatibong boltahe na ito ay magiging zero. Ang boltahe na ito ay kilala bilang pinch-off voltage.

Gumagana rin ang MOSFET na ito para sa positibong boltahe, kaya kapag inilapat natin ang positibong boltahe sa terminal ng gate, ang mga electron ay maaakit sa N-channel. Kaya ang no. tataas ang mga electron sa loob ng channel na ito. Kaya tataas ang kasalukuyang daloy sa loob ng channel na ito. Kaya para sa positibong halaga ng Vgs, ang ID ay magiging higit pa sa IDSS.

Mga Katangian ng Paglipat ng N channel Depletion MOSFET

Ang mga katangian ng paglilipat ng N channel depletion MOSFET ay ipinapakita sa ibaba na katulad ng JFET. Tinutukoy ng mga katangiang ito ang pangunahing ugnayan sa pagitan ng ID at VGS para sa nakapirming halaga ng VDS. Para sa mga positibong halaga ng VGS, maaari din nating makuha ang halaga ng ID.

Kaya dahil doon, ang kurba sa mga katangian ay lalawak sa kanang bahagi. Sa tuwing positibo ang halaga ng VGS, ang hindi. tataas ang mga electron sa loob ng channel. Kapag positibo ang VGS, ang rehiyong ito ay ang rehiyon ng pagpapahusay. Katulad nito, kapag ang VGS ay negatibo, ang rehiyon na ito ay kilala bilang ang rehiyon ng pagkaubos.

Ang pangunahing ugnayan sa pagitan ng ID at Vgs ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng ID = IDSS (1-VGS/VP)^2. Sa paggamit ng expression na ito, mahahanap natin ang halaga ng ID para sa Vgs.

Mga Katangian ng Drain ng P channel Depletion MOSFET

Ang mga katangian ng drain ng P channel depletion MOSFET ay ipinapakita sa ibaba. Dito, ang boltahe ng VDS ay negatibo at ang boltahe ng Vgs ay positibo. Kapag patuloy nating tinataasan ang Vgs, bababa ang Id(drain current) . Sa pinch-off na boltahe, itong Id(drain current) ay magiging zero. Kapag negatibo na ang VGS, mas mataas pa ang halaga ng ID kaysa sa IDSS.

Mga Katangian ng Paglipat ng P channel Depletion MOSFET

Ang mga katangian ng paglilipat ng P channel depletion MOSFET ay ipinapakita sa ibaba na isang salamin na imahe ng n channel depletion na MOSFET transfer na mga katangian. Dito natin mapapansin na ang drain current ay tumataas sa positibong rehiyon ng VGS mula sa cut-off point hanggang sa IDSS, at pagkatapos ay patuloy itong tumataas kapag tumaas ang negatibong halaga ng VGS.

Mga aplikasyon

Kasama sa mga aplikasyon ng depletion na MOSFET ang mga sumusunod.

• Ang depletion na MOSFET na ito ay maaaring gamitin sa patuloy na kasalukuyang source at linear regulator circuit bilang a ipasa ang transistor .
• Ang mga ito ay malawakang ginagamit sa isang start-up na auxiliary power supply circuit.
• Karaniwan, ang mga MOSFET na ito ay naka-ON kapag walang boltahe na inilapat na nangangahulugan na maaari silang magsagawa ng kasalukuyang sa normal na mga kondisyon. Kaya ito ay ginagamit sa digital logic circuits bilang Load Resistor.
• Ginagamit ang mga ito para sa mga flyback circuit sa loob ng mga PWM IC.
• Ginagamit ang mga ito sa Telecom Switches, Solid State Relay, at marami pa.
• Ang MOSFET na ito ay ginagamit sa loob ng mga voltage sweeping circuit, kasalukuyang monitor circuit, led array driver circuit, atbp.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang depletion mode MOSFET – gumagana kasama ang mga aplikasyon. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang isang enhancement mode MOSFET?