Principiul de funcționare al modului de îmbunătățire N-canal MOSFET

(1) Efectul de control al vGS asupra ID și canal

① Cazul vGS=0

Se poate observa că există două joncțiuni PN spate în spate între drenul d și sursa s a modului de îmbunătățire.MOSFET.

Când tensiunea poartă-sursă vGS=0, chiar dacă se adaugă tensiunea dren-sursă vDS și indiferent de polaritatea vDS, există întotdeauna o joncțiune PN în stare polarizată inversă. Nu există un canal conductiv între dren și sursă, deci curentul de scurgere ID≈0 în acest moment.

② Cazul vGS>0

Dacă vGS>0, se generează un câmp electric în stratul izolator de SiO2 dintre poartă și substrat. Direcția câmpului electric este perpendiculară pe câmpul electric direcționat de la poartă către substratul de pe suprafața semiconductorului. Acest câmp electric respinge găurile și atrage electronii. Respingerea găurilor: găurile din substratul de tip P din apropierea porții sunt respinse, lăsând ionii acceptori imobilizați (ioni negativi) pentru a forma un strat de epuizare. Atrage electroni: electronii (purtători minoritari) din substratul de tip P sunt atrași de suprafața substratului.

(2) Formarea canalului conductor:

Când valoarea vGS este mică și capacitatea de a atrage electroni nu este puternică, nu există încă un canal conductiv între dren și sursă. Pe măsură ce vGS crește, mai mulți electroni sunt atrași de stratul de suprafață al substratului P. Când vGS atinge o anumită valoare, acești electroni formează un strat subțire de tip N pe suprafața substratului P lângă poartă și sunt conectați la cele două regiuni N+, formând un canal conductiv de tip N între dren și sursă. Tipul său de conductivitate este opus celui al substratului P, deci este numit și strat de inversare. Cu cât vGS este mai mare, cu atât câmpul electric care acționează pe suprafața semiconductorului este mai puternic, cu atât mai mulți electroni sunt atrași de suprafața substratului P, cu atât canalul conductor este mai gros și rezistența canalului este mai mică. Tensiunea poartă-sursă atunci când canalul începe să se formeze se numește tensiune de pornire, reprezentată de VT.