Semiconductor-devices-mosfet
半導体デバイス-MOSFET
- MOSFETとも呼ばれる金属酸化物半導体電界効果トランジスタ*は、より重要であり、FETファミリーに新たに追加されました。
2つの高濃度ドープN型ゾーンが拡散された低濃度ドープP型基板を備えています。 このデバイスのユニークな特徴は、そのゲート構造です。 ここで、ゲートはチャネルから完全に絶縁されています。 電圧がゲートに印加されると、静電荷が発生します。
この時点では、デバイスのゲート領域に電流は流れません。 また、ゲートはデバイスの一部であり、金属でコーティングされています。 一般に、ゲートとチャネル間の絶縁材料として二酸化ケイ素が使用されます。 このため、「絶縁ゲートFET」としても知られています。 広く使用されているMOSFETは2つあります。i）デプレッションMOSFET ii）エンハンスメントMOSFET。
D MOSFET
次の図は、nチャネルD-MOSFETと記号を示しています。 ゲートは、一方のプレートとしてゲートを備えたコンデンサを形成し、もう一方のプレートは、誘電体としてSiO〜2〜層を備えたチャネルです。 ゲート電圧が変化すると、コンデンサの電界が変化し、それによってnチャネルの抵抗が変化します。
この場合、正または負の電圧をゲートに印加できます。 MOSFETが負のゲート電圧で動作する場合、それは空乏モードと呼ばれ、正のゲート電圧で動作する場合、MOSFETの動作のエンハンスメントモードと呼ばれます。
枯渇モード
次の図は、デプレッションモードで動作しているnチャネルD-MOSFETを示しています。
その動作は次のとおりです-
- ゲートは負であり、 n チャネルの電子をはじくため、ほとんどの電子はゲートで利用できます。
- この動作により、チャネルの一部に陽イオンが残ります。 言い換えれば、 n チャンネルの自由電子の一部が枯渇しています。 その結果、 n チャネルを通る電流伝導に利用できる電子の数が少なくなります。 *ゲートの負電圧が大きいほど、ソースからドレインへの電流は小さくなります。 したがって、ゲートの負電圧を変えることにより、nチャネルの抵抗とソースからドレインへの電流を変えることができます。
拡張モード
次の図は、エンハンスメントモードの動作中のnチャネルD MOSFETを示しています。 ここで、ゲートはコンデンサとして機能します。 ただし、この場合、ゲートは正です。* n チャンネルの電子を誘発し、 *n チャンネルの電子数が増加します。
正のゲート電圧は、チャネルの導電率を向上または増加させます。 ゲートの正電圧が大きいほど、ソースからドレインへの伝導が大きくなります。
したがって、ゲートの正電圧を変えることにより、nチャネルの抵抗とソースからドレインへの電流を変えることができます。
D – MOSFETの伝達特性
次の図は、D-MOSFETの伝達特性を示しています。
V〜GS〜が負になると、I〜D〜はI〜DSS〜の値を下回り、ゼロに到達してV〜GS〜= V〜GS〜（オフ）（空乏モード）になります。 V〜GS〜がゼロの場合、I〜D〜= I〜DSS〜は、ゲートとソース端子が短絡しているためです。 V〜GS〜が正で、MOSFETがエンハンスメントモードの場合、I〜D〜はI〜DSS〜の値を超えて増加します。
