एन-चैनल एन्हांसमेंट मोड MOSFET का कार्य सिद्धांत

(1) आईडी और चैनल पर वीजीएस का नियंत्रण प्रभाव

① vGS=0 का मामला

यह देखा जा सकता है कि एन्हांसमेंट-मोड के ड्रेन डी और स्रोत एस के बीच दो बैक-टू-बैक पीएन जंक्शन हैंMOSFET.

जब गेट-सोर्स वोल्टेज vGS=0 होता है, भले ही ड्रेन-सोर्स वोल्टेज vDS जोड़ा जाता है, और vDS की ध्रुवता की परवाह किए बिना, रिवर्स बायस्ड स्थिति में हमेशा एक PN जंक्शन होता है। नाली और स्रोत के बीच कोई प्रवाहकीय चैनल नहीं है, इसलिए इस समय नाली की धारा ID≈0 है।

② वीजीएस>0 का मामला

यदि vGS>0, तो गेट और सब्सट्रेट के बीच SiO2 इंसुलेटिंग परत में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। विद्युत क्षेत्र की दिशा अर्धचालक सतह पर गेट से सब्सट्रेट तक निर्देशित विद्युत क्षेत्र के लंबवत है। यह विद्युत क्षेत्र छिद्रों को प्रतिकर्षित करता है और इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है। विकर्षक छिद्र: गेट के पास पी-प्रकार के सब्सट्रेट में छिद्रों को विकर्षित किया जाता है, जिससे अचल स्वीकर्ता आयन (नकारात्मक आयन) एक क्षय परत बनाते हैं। इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करें: पी-प्रकार सब्सट्रेट में इलेक्ट्रॉन (अल्पसंख्यक वाहक) सब्सट्रेट सतह की ओर आकर्षित होते हैं।

(2) प्रवाहकीय चैनल का निर्माण:

जब वीजीएस मान छोटा होता है और इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की क्षमता मजबूत नहीं होती है, तब भी नाली और स्रोत के बीच कोई प्रवाहकीय चैनल नहीं होता है। जैसे-जैसे वीजीएस बढ़ता है, अधिक इलेक्ट्रॉन पी सब्सट्रेट की सतह परत की ओर आकर्षित होते हैं। जब वीजीएस एक निश्चित मूल्य तक पहुंचता है, तो ये इलेक्ट्रॉन गेट के पास पी सब्सट्रेट की सतह पर एक एन-प्रकार की पतली परत बनाते हैं और दो एन+ क्षेत्रों से जुड़े होते हैं, जिससे नाली और स्रोत के बीच एक एन-प्रकार प्रवाहकीय चैनल बनता है। इसकी चालकता प्रकार पी सब्सट्रेट के विपरीत है, इसलिए इसे व्युत्क्रम परत भी कहा जाता है। वीजीएस जितना बड़ा होगा, अर्धचालक सतह पर कार्य करने वाला विद्युत क्षेत्र उतना ही मजबूत होगा, पी सब्सट्रेट की सतह पर अधिक इलेक्ट्रॉन आकर्षित होंगे, प्रवाहकीय चैनल जितना मोटा होगा, और चैनल प्रतिरोध उतना ही छोटा होगा। जब चैनल बनना शुरू होता है तो गेट-सोर्स वोल्टेज को टर्न-ऑन वोल्टेज कहा जाता है, जिसे वीटी द्वारा दर्शाया जाता है।