Dispositifs à semi-conducteurs - MOSFET

Metal-oxide semiconductor field-effect transistors, également connus sous le nom de MOSFET, ont une plus grande importance et sont un nouvel ajout à la famille FET.

Il présente un substrat de type P légèrement dopé dans lequel sont diffusées deux zones de type N fortement dopées. Une caractéristique unique de cet appareil est sa construction de porte. Ici, le portail est complètement isolé du canal. Lorsque la tension est appliquée à la grille, elle développera une charge électrostatique.

À ce stade, aucun courant n'est autorisé à circuler dans la région de grille de l'appareil. En outre, la porte est une zone de l'appareil, qui est recouverte de métal. Généralement, le dioxyde de silicium est utilisé comme matériau isolant entre la grille et le canal. Pour cette raison, il est également connu sous le nom deinsulated gate FET. Il existe deux MOSFET largement utilisés: i) MOSFET à déplétion ii) MOSFET à amélioration.

D MOSFET

Les figures suivantes montrent le D-MOSFET à canal n et le symbole. La grille forme un condensateur avec la grille comme une plaque et l'autre plaque est le canal avec une couche de SiO ₂ comme diélectrique. Lorsque la tension de grille varie, le champ électrique du condensateur change, ce qui à son tour fait varier la résistance du canal n.

Dans ce cas, nous pouvons appliquer une tension positive ou négative à la grille. Lorsque le MOSFET fonctionne avec une tension de grille négative, il est appelé mode d'appauvrissement et lorsqu'il est utilisé avec une tension de grille positive, il est appelé mode de fonctionnement d'amélioration du MOSFET.

Mode d'épuisement

La figure suivante montre un D-MOSFET à canal n en mode de fonctionnement d'épuisement.

Son fonctionnement est le suivant -

• La plupart des électrons sont disponibles sur la porte car la porte est négative et elle repousse les électrons de n canal.

• Cette action laisse des ions positifs dans la partie du canal. En d'autres termes, certains des électrons libres duncanal sont épuisés. En conséquence, moins d'électrons sont disponibles pour la conduction de courant à travers len canal.

• Plus la tension négative à la grille est élevée, moins le courant entre la source et le drain est élevé. Ainsi, on peut changer la résistance du canal n et le courant de la source vers le drain en faisant varier la tension négative sur la grille.

Mode d'amélioration

La figure suivante montre le MOSFET à canal D en mode de fonctionnement d'amélioration. Ici, la grille agit comme un condensateur. Cependant, dans ce cas, la porte est positive. Il provoque les électrons dans len canal et le nombre d'électrons augmente dans le n canal.

Une tension de grille positive améliore ou augmente la conductivité du canal. Plus la tension positive sur la grille est élevée, plus la conduction de la source au drain est grande.

Ainsi, on peut changer la résistance du canal n et le courant de la source vers le drain en faisant varier la tension positive sur la grille.

Caractéristiques de transfert de D - MOSFET

La figure suivante montre les caractéristiques de transfert du D-MOSFET.

Lorsque V _GS devient négatif, I _D tombe en dessous de la valeur de I _DSS , jusqu'à ce qu'il atteigne zéro et V _GS = V _GS (désactivé) (mode d'épuisement). Lorsque V _GS est nul, I _D = I _DSS car la porte et les bornes source sont court-circuitées. I _D augmente au-dessus de la valeur de I _DSS , lorsque V _GS est positif et que le MOSFET est en mode d'amélioration.