N-Channel MOSFET, טרנזיסטור N-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, הוא סוג חשוב של MOSFET. להלן הסבר מפורט על MOSFETs N-ערוץ:
I. מבנה והרכב בסיסיים
MOSFET N-channel מורכב מהרכיבים העיקריים הבאים:
שַׁעַר:מסוף הבקרה, על ידי שינוי מתח השער כדי לשלוט בערוץ המוליך בין המקור לניקוז.· ·
מָקוֹר:זרימת זרם, מחוברת בדרך כלל לצד השלילי של המעגל.· ·
לְנַקֵז: זרימת זרם, מחוברת בדרך כלל לעומס המעגל.
מצע:בדרך כלל חומר מוליכים למחצה מסוג P, המשמש כמצע עבור MOSFETs.
מְבַדֵד:ממוקם בין השער לתעלה, הוא עשוי בדרך כלל מסיליקון דו חמצני (SiO2) ופועל כמבודד.
II. עקרון הפעולה
עקרון הפעולה של MOSFET N-channel מבוסס על אפקט השדה החשמלי, שמתקדם באופן הבא:
מצב ניתוק:כאשר מתח השער (Vgs) נמוך ממתח הסף (Vt), לא נוצרת תעלה מוליכה מסוג N במצע מסוג P מתחת לשער, ולכן מצב הניתוק בין המקור לניקוז קיים. והזרם לא יכול לזרום.
מצב מוליכות:כאשר מתח השער (Vgs) גבוה ממתח הסף (Vt), חורים במצע מסוג P מתחת לשער נדחים, ויוצרים שכבת דלדול. עם עלייה נוספת במתח השער, אלקטרונים נמשכים אל פני השטח של המצע מסוג P, ויוצרים תעלה מוליכה מסוג N. בשלב זה נוצר נתיב בין המקור לניקוז והזרם יכול לזרום.
III. סוגים ומאפיינים
ניתן לסווג רכיבי MOSFET N-ערוץ לסוגים שונים בהתאם למאפיינים שלהם, כגון Enhancement-Mode ו-Depletion-Mode. ביניהם, MOSFETs במצב שיפור נמצאים במצב ניתוק כאשר מתח השער הוא אפס, וצריכים להפעיל מתח שער חיובי על מנת להוביל; בעוד ש-MOSFETs במצב דלדול כבר נמצאים במצב מוליך כאשר מתח השער הוא אפס.
ל-MOSFET N-channel יש הרבה מאפיינים מצוינים כגון:
עכבת כניסה גבוהה:השער והתעלה של ה-MOSFET מבודדים על ידי שכבת בידוד, וכתוצאה מכך עכבת כניסה גבוהה במיוחד.
רעש נמוך:מכיוון שהפעולה של MOSFETs אינה כרוכה בהזרקה והרכבה של נשאי מיעוטים, הרעש נמוך.
צריכת חשמל נמוכה: למכשירי MOSFET יש צריכת חשמל נמוכה הן במצב הפעלה והן במצב כבוי.
מאפייני מיתוג במהירות גבוהה:למכשירי MOSFET יש מהירויות מיתוג מהירות במיוחד והם מתאימים למעגלים בתדר גבוה ולמעגלים דיגיטליים במהירות גבוהה.
IV. תחומי יישום
MOSFETs N-channel נמצאים בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים שונים בשל הביצועים המצוינים שלהם, כגון:
מעגלים דיגיטליים:כמרכיב בסיסי של מעגלי שער לוגי, הוא מיישם את העיבוד והבקרה של אותות דיגיטליים.
מעגלים אנלוגיים:משמש כרכיב מפתח במעגלים אנלוגיים כגון מגברים ומסננים.
חשמל אלקטרוניקה:משמש לשליטה במכשירי חשמל כגון החלפת ספקי כוח וכונני מנוע.
תחומים נוספים:כמו תאורת LED, אלקטרוניקה לרכב, תקשורת אלחוטית ותחומים אחרים נמצאים גם בשימוש נרחב.
לסיכום, MOSFET N-channel, כהתקן מוליך למחצה חשוב, ממלא תפקיד שאין לו תחליף בטכנולוגיה אלקטרונית מודרנית.
זמן פרסום: 13 בספטמבר 2024
