MOSFETien ohjausjännitteestä

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Hei,

MOSFET eli eristehilatransistori perustuu puolijohteelle, jonka päihin on liitetty vastakkaisen tyypin puolijohdetta (lähde ja nielu). Eristekerroksen takana on hila, johon ohjataan ulkoinen jännite. Huomatkaa, että puhun koko ajan avaustyyppisestä transistorista, joka normaalitilassa ei johda virtaa.

N-kanava-avaus-MOSFETissä on npn- liitos. Hilan (positiivinen) jännite karkoittaa p-alueen aukkoja kauemmaksi, jolloin kanavaan jää vapaita elektroneja. Lähteen negatiivinen jännite karkoittaa elektroneja hilamateriaaliin ja pakottaa tyhjennysaluetta pienemmäksi. Tämän seurauksena muodostuu elektronikanava n-alueiden välille ja transistori johtaa virtaa.

P-kanava-avaus-MOSFETissä on pnp- liitos. Hilan (negatiivinen) jännite karkoittaa n-alueen elektroneja kauemmaksi, jolloin kanavaan jää vapaita aukkoja. Lähteen positiivinen jännite karkoittaa aukkoja hilamateriaaliin ja pakottaa tyhjennysaluetta pienemmäksi. Tämän seurauksena muodostuu aukkokanava p-alueiden välille ja transistori johtaa virtaa.

Nyt tulee ongelmallinen kohta. Digitaalitekniikassa ohjaussignaali on "ykköstä ja nollaa", käytännössä siis esim. 5 V ja 0,4 V, korkea ja matala jännite. Molemmat jännitteet ovat positiivisia. Siis P-tyypin MOSFETin toiminnan pitäisi olla mahdotonta, koska se edellyttää negatiivista jännitettä hilalle karkoittamaan vapaita elektroneja pois!

Missä menee vikaan?[*]

Kommentit (8)

jussipussi
Seuraa 
Viestejä32616
Liittynyt6.12.2009
sakvaka
Hei,

MOSFET eli eristehilatransistori perustuu puolijohteelle, jonka päihin on liitetty vastakkaisen tyypin puolijohdetta (lähde ja nielu). Eristekerroksen takana on hila, johon ohjataan ulkoinen jännite. Huomatkaa, että puhun koko ajan avaustyyppisestä transistorista, joka normaalitilassa ei johda virtaa.

N-kanava-avaus-MOSFETissä on npn- liitos. Hilan (positiivinen) jännite karkoittaa p-alueen aukkoja kauemmaksi, jolloin kanavaan jää vapaita elektroneja. Lähteen negatiivinen jännite karkoittaa elektroneja hilamateriaaliin ja pakottaa tyhjennysaluetta pienemmäksi. Tämän seurauksena muodostuu elektronikanava n-alueiden välille ja transistori johtaa virtaa.

P-kanava-avaus-MOSFETissä on pnp- liitos. Hilan (negatiivinen) jännite karkoittaa n-alueen elektroneja kauemmaksi, jolloin kanavaan jää vapaita aukkoja. Lähteen positiivinen jännite karkoittaa aukkoja hilamateriaaliin ja pakottaa tyhjennysaluetta pienemmäksi. Tämän seurauksena muodostuu aukkokanava p-alueiden välille ja transistori johtaa virtaa.

Nyt tulee ongelmallinen kohta. Digitaalitekniikassa ohjaussignaali on "ykköstä ja nollaa", käytännössä siis esim. 5 V ja 0,4 V, korkea ja matala jännite. Molemmat jännitteet ovat positiivisia. Siis P-tyypin MOSFETin toiminnan pitäisi olla mahdotonta, koska se edellyttää negatiivista jännitettä hilalle karkoittamaan vapaita elektroneja pois!

Missä menee vikaan?[*]




Ihan muistin päältä vuosien takaa, eiko se idea ole siinä että hila biasoidaan tiettyyn negatiiviseen jännitteeseen (Nieluun nähden) ja sitä sitten positiivisilla jännitteillä ohjaten joko johtaa vähemmän tai enemmän?
vaikka että -5v bias jännite hilalle ja silloin olisi nolla eli ei johda kun ohjataan ´+5v ja -4.6v kun ohjataan +0.4 ? eli johtaa

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007

Näitä P-kanavan kilpukoita käytetään useimmiten kytkemään positiivinen syöttöjännite mihinkäkin kuormaan, autokäytöt ovat hyvä esimerkki. Näissä sovelluksissa (P-kanavan feteissä) Source kytketään positiiviseen käyttöjännitteeseen, jolloin transistori saadaan johtavaan tilaan kun Gate-ohjaus vedetään alas. Tässä sinulle ihan hyvä periaatepiirros moisesta kytkennästä:
http://www.physics.udel.edu/~watson/scen103/mos5.html

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Vierailija

Onko souurcen pakko olla nollapotentiaalissa?. Souce plussaan niin saat hilalle miinusta. Jos ohjattava signaali on vedettävä alas niin ei onnistru. Onko pakko käyttää mosfettiä?
Edit: Astronomy ehti näköjään ensin.

Vierailija
korant
Onko souurcen pakko olla nollapotentiaalissa?. Souce plussaan niin saat hilalle miinusta. Jos ohjattava signaali on vedettävä alas niin ei onnistru. Onko pakko käyttää mosfettiä?
Edit: Astronomy ehti näköjään ensin.



Eli hilan täytyy olla vain "suhteellisen negatiivinen" sourceen verrattuna? Tässä taitaa piillä ongelmani syy: jos hilan pot. on +0,5 V ja sourcen +5 V, en käsitä, kuinka hilan n-materiaaliin voi syntyä kanava. Senhän pitäisi syntyä vain negatiivisella potentiaalilla.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5370
Liittynyt7.7.2007
sakvaka
korant
Onko souurcen pakko olla nollapotentiaalissa?. Souce plussaan niin saat hilalle miinusta. Jos ohjattava signaali on vedettävä alas niin ei onnistru. Onko pakko käyttää mosfettiä?
Edit: Astronomy ehti näköjään ensin.



Eli hilan täytyy olla vain "suhteellisen negatiivinen" sourceen verrattuna? Tässä taitaa piillä ongelmani syy: jos hilan pot. on +0,5 V ja sourcen +5 V, en käsitä, kuinka hilan n-materiaaliin voi syntyä kanava. Senhän pitäisi syntyä vain negatiivisella potentiaalilla.



Kaikki on suhteellista. Eli hilan negatiivisuus (tai positiivisuus) sourcen suhteen määrää käyttäytymisen.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26853
Liittynyt16.3.2005

Potentiaalierot ovat aina suhteellisia. Ei ole mitään absoluuttista potentiaalia. Esimerkiksi staattinen sähkö voi varata sopivissa oloissa ihmisen kilovoltien jännitteeseen Maan suhteen, ja silti ihminen voi puhua puhelimeen (ainakin niin kauan kun ei pura varaustaan puhelimen elektroniikan läpi). Fetit toimivat ongelmitta.

Uusimmat

Suosituimmat