kỹ thuật điện tử-Chương 3 transistor trường mosfet

Transistor trường mosfet
1
1. MOSFET kênh có
sẵn
1. MOSFET kênh có
sẵn
1.1. Cấu tạo và ký
hiệu
1.2.Nguyên lý hoạt
động
2. MOSFET kênh cảm
ứng
2. MOSFET kênh cảm
ứng
2.1. Cấu tạo và ký
hiệu
2.2. Nguyên lý hoạt
động
Nội dung bài học
2
1. MOSFET KÊNH CÓ SẴN
1.1. CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU
Hình 1. Cấu tạo và ký hiệu MOSFET kênh n
3

Từ phiến bán dẫn loại P tạo trên bề mặt 1 lớp bán dẫn loại N dùng làm kênh dẫn.

Ở hai đầu kênh dẫn, khuếch tán 2 miền N
+
dùng làm cực nguồn (S) và cực máng (D).


Trên mặt phiến bán dẫn được phủ màng SiO
2
để bảo vệ.

Phía trên màng này, đối diện với kênh dẫn gắn 1 bản kim loại dùng làm cực cửa (G).

Khoét xuyên qua màng SiO
2
ở vùng thích hợp, người ta phun kim loại tạo tiếp xúc tuyến tính với 2 vùng N
+
dùng
làm đầu dẫn cho cực S và cực D.

Đáy của phiến bán dẫn đôi khi đc gắn với sợi KL dùng làm cực đế. Thông thường cực đế nối với cực nguồn.
1.1. CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU
4
1.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MOSFET
5
o
Đặt vào 2 cực D và S nguồn E
D
thì có dòng I
D
từ
cực D qua kênh dẫn đến cực S.
o
Đặt vào 2 cực G và S nguồn E
G
thì quá trình xảy ra
như 1 tụ điện. Các e tích tụ trên cực G, các điện tích

(+) tích trên kênh dẫn, màng SiO
2
đóng vai trò là
điện môi.
I
D
I
S
I
G
6
1.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MOSFET
o
Các đ.tích (+) này sẽ tái hợp với e trên kênh dẫngiảm
nồng độ hạt dẫn trong kênh, đ.trở trong kênh tăng, I
D

giảm. Càng tăng V
GS
thì I
D
càng giảm. Chế độ làm
nghèo hạt dẫn.
o
Nếu đổi cực tính E
G
thì ngược lại: V
GS
càng tăng, I
D

tăng.  Chế độ giàu.
7
1.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MOSFET
o
Ngay khi V
GS
= 0 thì đã có I
D
khác 0. Tùy cực tính của
V
GS
mà MOSFET hoạt động ở c.độ giàu hay nghèo. Dùng
V
GS
để điều khiển dòng I
D
tăng hay giảm.
o
Trên cơ sở đó, nếu có nguồn e
S
xoay chiều ở ngõ vào thì
I
D
sẽ biến đổi theo e
S
và trên tải ngõ ra sẽ nhận tín hiệu đã
khuếch đại.
1.1. CẤU TẠO – KÝ HIỆU
2. MOSFET KÊNH CẢM ỨNG

8
Hình 2. Cấu tạo và ký hiệu E-MOSFET kênh n

Cấu tạo tương tự MOSFET kênh có sẵn nhưng chưa có kênh dẫn ban đầu.

Giữa 2 lớp bán dẫn hình thành chuyển tiếp P-N.
9
2.1. CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU
10
2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Thông thường cực S được nối với cực
đế
11
2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khi cấp nguồn E
D
vào cực D và S thì
chuyển tiếp P-N phân cực ngược. Chỉ có
dòng điện rất nhỏ chạy qua chuyển tiếp P-
N.
Điện trở tương đương giữa S và D vô
cùng lớn.
12
2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
o
Khi có nguồn E
G
thì điện tích (+) tích tụ
trên cực G, điện tích (–) tích tụ ở vùng
đối diện.

o
Khi E
G
nhỏ, lượng điện tích (-) này
không lớn nên bị lỗ trống của P tái hợp
mất.

Khi V
GS
(E
D
) tăng lớn hơn V
T
, lượng
điện tích âm nói trên mới nhiều đáng kể
và tạo thành 1 lớp bán dẫn N trên bề mặt
P, đóng vai trò như kênh dẫn.
13
2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Do xuất hiện kênh dẫn điện trở giữa S và D giảm I
D
tăng
V
GS
càng tăng nồng độ điện tích âm trong kênh dẫn cao I
D
tăng  chế độ làm giàu điện tích (c.độ giàu)