Mengapa MOSFET Pinchoff terjadi

Pertanyaan ini berkaitan dengan MOSFET tipe-n yang ditingkatkan. Dari apa yang saya mengerti, lapisan inversi terbentuk di bawah lapisan isolasi di bawah gerbang MOSFET ketika tegangan diterapkan ke gerbang. Ketika tegangan ini melebihi , tegangan ambang ; lapisan inversi ini memungkinkan elektron mengalir dari sumber ke saluran. Jika tegangan V_ \ mathrm {DS} sekarang diterapkan, daerah inversi akan mulai meruncing dan akhirnya, itu akan semakin meruncing sehingga akan mencubit , setelah mencubit (tidak dapat lagi menyusut tingginya) , maka akan mulai menyusut panjang (lebar) menjadi lebih dekat dan lebih dekat ke sumbernya.$V_\mathrm{T}$$V_\mathrm{DS}$

Pertanyaan saya adalah:

• Apakah yang saya katakan sejauh ini benar?
• Mengapa pinch-off ini terjadi? Saya tidak mengerti apa yang dikatakan buku saya. Ia mengatakan sesuatu tentang medan listrik di saluran pembuangan yang juga sebanding dengan gerbang.
• Ini adalah pemahaman saya bahwa ketika MOSFET jenuh, lapisan penipisan terbentuk antara bit terjepit dan tiriskan. Bagaimana arus mengalir melalui bagian yang terkuras ini ke saluran pembuangan? Saya pikir lapisan penipisan tidak melakukan ... Seperti dioda ...

Deskripsi Anda benar: mengingat bahwa , jika kita menerapkan tegangan Tiriskan-to-Sumber besarnya V S A T = V G S - V T atau lebih tinggi, saluran akan mencubit-off.$V_{GS}>V_T$$V_{SAT}=V_{GS}-V_{T}$

Saya akan mencoba menjelaskan apa yang terjadi di sana. Saya mengasumsikan n-type MOSFET dalam contoh, tetapi penjelasannya juga berlaku untuk p-type MOSFET (dengan beberapa penyesuaian, tentu saja).

Alasan untuk pinch-off:

Pikirkan tentang potensi listrik di sepanjang saluran: itu sama dengan dekat Sumber; sama dengan V D dekat Drain. Ingat juga bahwa fungsi potensial kontinu. Kesimpulan langsung dari dua pernyataan di atas adalah bahwa perubahan potensial terus menerus membentuk V S ke V D di sepanjang saluran (biarkan saya menjadi non-formal dan menggunakan istilah "potensial" dan "tegangan" secara bergantian).$V_S$$V_D$$V_S$$V_D$

Sekarang, mari kita lihat bagaimana kesimpulan di atas mempengaruhi muatan di lapisan inversi. Ingat bahwa tuduhan ini terakumulasi di bawah Gerbang karena Gerbang-ke-substrat tegangan (ya, Substrat, tidak Sumber. Alasan kita biasanya menggunakan dalam perhitungan kita adalah karena kita menganggap bahwa Substrat dan Sumber terhubung ke potensi yang sama). Sekarang, jika perubahan potensial sepanjang saluran ketika kita menerapkan V D S , tegangan Gerbang-ke-substrat juga berubah sepanjang saluran, yang berarti bahwa densitas muatan induksi akan bervariasi sepanjang saluran.$V_{GS}$$V_{DS}$

$V_{SAT}=V_{GS}-V_{T}$$V_{eff}=V_{GS}-V_{SAT}=V_T$

Apa yang terjadi antara titik jepit dan Drain:

Tegangan Gerbang-ke-Substrat di wilayah ini tidak cukup untuk pembentukan lapisan inversi, oleh karena itu wilayah ini hanya habis (sebagai lawan dari terbalik). Sementara daerah penipisan tidak memiliki operator seluler, tidak ada batasan aliran arus melaluinya: jika pembawa memasuki wilayah penipisan dari satu sisi, dan ada medan listrik di seluruh wilayah - pembawa ini akan terseret oleh medan. Selain itu, operator yang memasuki wilayah penipisan ini memiliki kecepatan awal.

Semua hal di atas benar selama operator yang dimaksud tidak akan bergabung kembali di wilayah penipisan. Dalam MOSFET tipe-n, daerah penipisan tidak memiliki pembawa tipe-p, tetapi saat ini terdiri dari pembawa tipe-n - ini berarti bahwa probabilitas untuk rekombinasi dari pembawa ini sangat rendah (dan dapat diabaikan untuk tujuan praktis).

Kesimpulan: operator muatan yang memasuki wilayah penipisan ini akan dipercepat oleh lapangan di seluruh wilayah ini dan pada akhirnya akan mencapai saluran pembuangan. Biasanya, resistivitas wilayah ini mungkin sepenuhnya diabaikan (alasan fisiknya cukup kompleks - diskusi ini lebih cocok untuk forum fisika).

Semoga ini membantu