Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

3.4. MOS FET-EK (N-CSATORNÁS) 53
f(u GS )
A felületegységre jutó szabad
elektronok száma
f(u GD )=U P
L
x
Source
Drain
3.35. ábra. A szabad elektronok felületi sűrűsége (a felületegységre jutó szabad elektronok száma) az
inverziós rétegben az elzáródási tartományban.
i D
[mA]
I DSS =4mA
4.0
3.0
2.0
1.0
U P =-4V
-4.0 -3.0 -2.0 -1.0 -0.0
u GS
[V]
3.36. ábra. Az n-csatornás kiürítéses MOS FET transzfer karakterisztikája az elzáródás feletti tartományban.
a gate és a csatorna közé pozitív feszültséget kapcsolunk, akkor az elektromos polarizáció miatt egy
küszöbfeszültség (elzáródási feszültség, U P > 0) felett a p szennyezésű csatornában úgynevezett inverziós
réteg alakul ki, amiben vezetésre alkalmas elektronok találhatók. Emiatt a drain és a source
közé kapcsolt feszültség hatására a növekményes MOS FET-en áram folyik.
A kiürítéses és a növekményes MOS FET transzfer karakterisztikája a 3.36., 3.37. (I D00 = 4mA,
U P = −4V , illetve I D00 = 4mA, U P = 4V ), és együtt a 3.38.. ábrán látható. A MOS FET-ek
kimeneti karakterisztikáját a 3.33. ábrán adtuk meg.
Működés az elzáródás alatti tartományban. A MOS FET általános egyenletét az elzáródás
alatti tartományban az alábbi formában adhatjuk meg:
i D = 1 2 µ nC0
∗ W
L
[
2uDS (u GS −U P )−u 2 DS]
= 2ID00
[
uDS (u GS −U P )
U 2 P
− 1 2u 2 ]
DS
UP
2 , U P ≠ 0,
(3.59)
I D00 = 1 2 µ nC ∗ 0
W
L U2 P (3.60)