MOSFET (metal-oxide-semiconductor FET) adalah salah satu jenis transistor efek medan dengan gerbang terisolasi yang terutama digunakan untuk memperkuat atau mengalihkan sinyal. Sekarang di sirkuit analog dan digital, MOSFET lebih sering digunakan dibandingkan dengan BJT . MOSFET terutama digunakan dalam amplifier karena impedansi inputnya yang tak terbatas sehingga memungkinkan amplifier untuk menangkap hampir semua sinyal yang masuk. Manfaat utama dari MOSFET dibandingkan dengan BJT adalah, hampir tidak memerlukan arus input untuk mengendalikan arus beban. MOSFET diklasifikasikan menjadi dua jenis peningkatan MOSFET dan deplesi MOSFET. Jadi artikel ini memberikan informasi singkat tentang peningkatan MOSFET - bekerja dengan aplikasi.

Apa itu MOSFET Tipe Peningkatan?

MOSFET yang bekerja dalam mode peningkatan dikenal sebagai E-MOSFET atau peningkatan MOSFET. Mode peningkatan berarti, bahwa setiap kali tegangan menuju terminal gerbang MOSFET ini meningkat, maka aliran arus akan meningkat lebih banyak dari saluran ke sumber hingga mencapai level tertinggi. MOSFET ini adalah perangkat yang dikontrol tegangan tiga terminal di mana terminal adalah sumber, gerbang, dan saluran.

Fitur MOSFET ini adalah disipasi daya rendah, manufaktur sederhana, dan geometri kecil. Jadi fitur-fitur ini akan membuatnya digunakan dalam sirkuit terintegrasi. Tidak ada jalur di antara saluran (D) dan sumber (S) MOSFET ini ketika tidak ada tegangan yang diterapkan di antara gerbang & terminal sumber. Jadi, menerapkan tegangan pada gerbang-ke-sumber akan meningkatkan saluran, sehingga mampu menghantarkan arus. Properti ini adalah alasan utama untuk menyebut perangkat ini sebagai MOSFET mode peningkatan.

Simbol MOSFET Peningkatan

Simbol peningkatan MOSFET untuk saluran-P & saluran-N ditunjukkan di bawah ini. Pada simbol di bawah ini, kita dapat melihat bahwa garis putus-putus hanya terhubung dari sumber ke terminal media, yang menandakan jenis mode peningkatan.

Konduktivitas dalam EMOSFET meningkat dengan meningkatkan lapisan oksida, yang menambahkan pembawa muatan ke saluran. Biasanya, lapisan ini dikenal sebagai lapisan Inversi.

Kanal pada MOSFET ini terbentuk di antara D (drain) dan S (source). Pada tipe kanal-N, substrat tipe-P digunakan sedangkan pada tipe kanal-P, substrat tipe-N digunakan. Di sini konduktivitas saluran karena pembawa muatan terutama tergantung pada saluran tipe-P atau tipe-N.

“apa yang menentukan nilai panjang gelombang de broglie untuk sebuah elektron? ”

Peningkatan Simbol MOSFET

Prinsip Kerja Peningkatan MOSFET

Peningkatan MOSFET tipe biasanya mati yang berarti ketika MOSFET tipe peningkatan terhubung, tidak akan ada aliran arus dari terminal drain (D) ke sumber (S) ketika tidak ada tegangan yang diberikan ke terminal gerbangnya. Inilah alasan untuk menyebut transistor ini a biasanya mati perangkat .

EMOSFET tanpa Saluran

Demikian pula, jika tegangan diberikan ke terminal gerbang MOSFET ini, maka saluran sumber pembuangan akan menjadi sangat kurang resistif. Ketika tegangan dari gerbang ke terminal sumber meningkat maka aliran arus dari saluran ke terminal sumber juga akan meningkat hingga arus tertinggi disuplai dari terminal saluran ke sumber.

Konstruksi

Itu konstruksi peningkatan MOSFET ditunjukkan di bawah ini. MOSFET ini mencakup tiga lapisan gerbang, saluran pembuangan, dan sumber. Tubuh MOSFET dikenal sebagai substrat yang terhubung secara internal ke sumbernya. Dalam MOSFET, terminal gerbang logam dari lapisan semikonduktor diisolasi melalui lapisan silikon dioksida atau lapisan dielektrik.

Peningkatan Konstruksi MOSFET

EMOSFET ini dibuat dengan dua bahan seperti semikonduktor tipe-P dan tipe-N. Substrat memberikan dukungan fisik ke perangkat. Lapisan SiO tipis dan isolator listrik yang luar biasa hanya menutupi wilayah di antara terminal sumber & saluran pembuangan. Pada lapisan oksida, lapisan logam membentuk elektroda gerbang.

Dalam konstruksi ini, dua wilayah N dipisahkan melalui jarak beberapa mikrometer di atas substrat tipe-p yang didoping ringan. Kedua N-region ini dilakukan seperti terminal source dan drain. Di permukaan, lapisan insulasi tipis dikembangkan yang dikenal sebagai silikon dioksida. Pembawa muatan seperti lubang yang dibuat pada lapisan ini akan membentuk kontak aluminium untuk terminal sumber & saluran pembuangan.

Lapisan konduksi ini bekerja seperti gerbang terminal yang diletakkan di atas SiO2 serta seluruh area saluran. Namun untuk konduksi, tidak mengandung saluran fisik. Dalam MOSFET peningkatan semacam ini, substrat tipe-p diperpanjang di seluruh lapisan SiO2.

Bekerja

Cara kerja EMOSFET adalah saat VGS 0V maka tidak ada saluran yang akan menghubungkan source & drain. Substrat tipe-p hanya memiliki sejumlah kecil pembawa muatan minoritas yang diproduksi secara termal seperti elektron bebas sehingga arus pembuangan adalah nol. Karena alasan ini, MOSFET ini biasanya OFF.

Setelah gerbang (G) positif (+ve), maka ia menarik pembawa muatan minoritas seperti elektron dari substrat p di mana pembawa muatan ini akan bergabung melalui lubang di bawah lapisan SiO2. VGS lebih lanjut meningkat maka elektron akan memiliki potensi yang cukup untuk datang dan mengikat dan lebih banyak pembawa muatan yaitu elektron disimpan di saluran.

Di sini, dielektrik digunakan untuk mencegah pergerakan elektron melintasi lapisan silikon dioksida. Akumulasi ini akan menghasilkan pembentukan n-channel antara terminal Drain dan Source. Sehingga hal ini dapat menyebabkan arus drain yang dihasilkan mengalir ke seluruh saluran. Arus pembuangan ini hanya sebanding dengan resistansi saluran yang selanjutnya bergantung pada pembawa muatan yang tertarik ke terminal +ve gerbang.

Jenis Peningkatan Jenis MOSFET

Mereka tersedia dalam dua jenis MOSFET Peningkatan Saluran N dan MOSFET Peningkatan Saluran P .

Dalam tipe peningkatan saluran N, substrat-p yang didoping ringan digunakan dan dua daerah tipe-n yang didoping berat akan membuat terminal sumber & saluran pembuangan. Dalam jenis E-MOSFET ini, sebagian besar pembawa muatan adalah elektron. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang – MOSFET saluran-N.

Pada tipe saluran P, substrat N yang didoping ringan digunakan dan dua daerah tipe-p yang didoping berat akan membuat terminal sumber & saluran pembuangan. Pada E-MOSFET jenis ini, sebagian besar pembawa muatan adalah hole. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang – MOSFET saluran-P .

Karakteristik

Karakteristik VI dan saluran dari peningkatan n saluran MOSFET dan peningkatan saluran p dibahas di bawah ini.

Karakteristik Tiriskan

Itu Karakteristik saluran mosfet peningkatan saluran N ditunjukkan di bawah ini. Dalam karakteristik ini, kita dapat mengamati karakteristik saluran yang diplot antara Id dan Vds untuk nilai Vgs yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada diagram, Seperti yang Anda lihat bahwa ketika nilai Vgs meningkat, maka 'Id' saat ini juga akan meningkat.

Kurva parabola pada karakteristik akan menunjukkan lokus VDS dimana Id (arus drain) akan jenuh. Dalam grafik ini, wilayah linier atau ohmik ditampilkan. Di wilayah ini, MOSFET dapat berfungsi sebagai resistor yang dikendalikan tegangan. Jadi, untuk nilai Vds tetap, setelah kita mengubah nilai tegangan Vgs, maka lebar saluran akan berubah atau kita dapat mengatakan bahwa resistansi saluran akan berubah.

Karakteristik Drain EMOSFET saluran N

Wilayah ohmik adalah wilayah di mana arus 'IDS' meningkat dengan peningkatan nilai VDS. Setelah MOSFET dirancang untuk bekerja di wilayah ohmik, maka mereka dapat digunakan sebagai amplifier .

Tegangan gerbang di mana transistor menyala & mulai mengalirkan arus ke seluruh saluran dikenal sebagai tegangan ambang (VT atau VTH). Untuk saluran-N, nilai tegangan ambang ini berkisar antara 0,5V – 0,7V sedangkan untuk perangkat saluran-P berkisar antara -0,5V hingga -0,8V.

Kapanpun Vds Vt maka dalam hal ini MOSFET akan beroperasi pada daerah linier. Jadi di wilayah ini, bisa berfungsi sebagai resistor yang dikendalikan tegangan .

Pada daerah cut-off, ketika tegangan Vgs < VT maka arus di seluruh MOSFET adalah nol jika tidak kita dapat mengatakan bahwa MOSFET akan tetap dalam kondisi OFF.

Setiap kali mosfet dioperasikan di sisi kanan lokus maka kita dapat mengatakan bahwa itu dioperasikan di a daerah saturasi . Jadi, secara matematis, setiap kali tegangan Vgs > atau = Vgs-Vt maka ia beroperasi di daerah saturasi. Jadi ini semua tentang karakteristik saluran pembuangan di berbagai wilayah peningkatan MOSFET.

Karakteristik Transfer

Itu mentransfer karakteristik MOSFET peningkatan saluran N ditunjukkan di bawah ini. Karakteristik transfer menunjukkan hubungan antara tegangan input 'Vgs' dan arus keluaran 'Id'. Karakteristik ini pada dasarnya menunjukkan bagaimana 'Id' berubah ketika nilai Vgs berubah. Jadi dari karakteristik ini, kita dapat mengamati bahwa arus pembuangan 'Id' adalah nol hingga tegangan ambang batas. Setelah itu, ketika kita menaikkan nilai Vgs, maka 'Id' akan meningkat.

Hubungan antara 'Id' saat ini dan Vgs dapat diberikan sebagai Id = k(Vgs-Vt)^2. Di sini, 'K' adalah konstanta perangkat yang bergantung pada parameter fisik perangkat. Jadi dengan menggunakan ekspresi ini, kita dapat mengetahui nilai arus drain untuk nilai Vgs tetap.

“berapakah rentang frekuensi dan panjang gelombang cahaya tampak? ”

Karakteristik Transfer EMOSFET N Channel

Karakteristik Transfer EMOSFET Saluran N

MOSFET Peningkatan Saluran P

Itu Karakteristik saluran mosfet peningkatan saluran P ditunjukkan di bawah ini. Di sini, Vds dan Vgs akan negatif. Arus pembuangan 'Id' akan disuplai dari sumber ke terminal pembuangan. Seperti yang dapat kita lihat dari grafik ini, ketika Vgs menjadi lebih negatif maka arus drain 'Id' juga akan meningkat.

Karakteristik MOSFET Peningkatan Saluran P

Ketika Vgs > VT, maka MOSFET ini akan beroperasi pada daerah cut-off. Demikian pula, jika Anda mengamati karakteristik transfer MOSFET ini, maka itu akan menjadi gambar cermin dari saluran-N.

Karakteristik Transfer Peningkatan Saluran P

Aplikasi

Bias Peningkatan MOSFET

Umumnya, Enhancement MOSFET (E-MOSFET) dibias baik dengan bias pembagi tegangan atau bias mengalirkan umpan balik. Tapi E-MOSFET tidak dapat dibias dengan bias diri & bias nol.

Bias Pembagi Tegangan

Bias pembagi tegangan untuk saluran N E-MOSFET ditunjukkan di bawah ini. Bias pembagi tegangan mirip dengan rangkaian pembagi yang menggunakan BJT. Faktanya, MOSFET peningkatan N-channel membutuhkan terminal gerbang yang lebih tinggi dari sumbernya seperti halnya NPN BJT membutuhkan tegangan basis yang lebih tinggi dibandingkan dengan emitornya.

Bias Pembagi Tegangan

Dalam rangkaian ini, resistor seperti R1 & R2 digunakan untuk membuat rangkaian pembagi untuk menetapkan tegangan gerbang.

Ketika sumber E-MOSFET terhubung langsung ke GND maka VGS = VG. Jadi, potensial melintasi resistor R2 perlu diatur di atas VGS(th) untuk operasi yang tepat dengan persamaan karakteristik E-MOSFET seperti I_D = K (V_GS -DI_GS (t))^2.

Dengan mengetahui nilai VG, persamaan karakteristik E-MOSFET digunakan untuk menentukan arus drain. Tetapi konstanta perangkat 'K' adalah satu-satunya faktor yang hilang yang dapat dihitung untuk perangkat tertentu tergantung pada pasangan koordinat VGS (on), dan ID (on).

Pasangan Koordinat pada EMOSFET

Konstanta 'K' diturunkan dari persamaan karakteristik E-MOSFET seperti K = I_D /(DI_GS -DI_GS (t))^2.

K = saya_D /(DI_GS -DI_GS (t))^2.

Jadi, nilai ini digunakan untuk titik bias lainnya.

Tiriskan Bias Umpan Balik

Biasing ini menggunakan titik operasi “on” pada kurva karakteristik yang disebutkan di atas. Idenya adalah untuk mengatur arus pengurasan melalui pilihan catu daya & resistor penguras yang sesuai. Prototipe rangkaian umpan balik drain ditunjukkan di bawah ini.

Tiriskan Bias Umpan Balik

Ini adalah rangkaian yang cukup sederhana yang menggunakan beberapa komponen dasar. Operasi ini dipahami dengan menerapkan KVL.

DI_DD = V_RD + V_RG + V_GS

DI_DD = saya_D R_D + aku_G R_G + V_GS

Di sini, arus Gerbang tidak signifikan sehingga persamaan di atas menjadi

DI_DD = aku_D R_D +V_GS

dan juga V_{DS =} DI_GS

Dengan demikian,

DI_GS =V_DS = V_DD aku_D R_D

Persamaan ini dapat digunakan sebagai dasar untuk desain rangkaian bias.

Peningkatan MOSFET Vs Deplesi MOSFET

Perbedaan antara peningkatan mosfet dan deplesi mosfet meliputi berikut ini.

Peningkatan MOSFET	Deplesi MOSFET
Peningkatan MOSFET juga dikenal sebagai E-MOSFET.	Deplesi MOSFET juga dikenal sebagai D-MOSFET.
Dalam mode peningkatan, saluran awalnya tidak ada dan dibentuk oleh tegangan yang diberikan ke terminal gerbang.	Dalam mode deplesi, saluran dibuat secara permanen pada waktu konstruksi transistor.
Biasanya perangkat OFF pada tegangan Gerbang (G) ke Sumber (S) nol.	Biasanya perangkat ON pada tegangan nol Gerbang (G) ke Sumber (S).
MOSFET ini tidak dapat menghantarkan arus pada kondisi OFF.	MOSFET ini dapat menghantarkan arus pada kondisi OFF.
Untuk menghidupkan MOSFET ini, diperlukan tegangan gerbang positif.	Untuk menghidupkan MOSFET ini, diperlukan tegangan gerbang negatif.
MOSFET ini memiliki arus difusi & kebocoran.	MOSFET ini tidak memiliki arus difusi & kebocoran.
Tidak memiliki saluran permanen.	Ini memiliki saluran permanen.
Tegangan pada terminal gerbang berbanding lurus dengan arus pada terminal pembuangan.	Tegangan di gerbang berbanding terbalik dengan arus di Drain.

Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang – Mode Penipisan MOSFET .

Itu aplikasi Peningkatan MOSFET termasuk berikut ini.

Umumnya, peningkatan MOSFET digunakan dalam rangkaian switching, amplifier, dan inverter.
Ini digunakan dalam berbagai driver motor, pengontrol digital & IC elektronik daya.
Ini digunakan dalam elektronik digital.

Jadi, ini semua tentang ikhtisar Enhancement MOSFET – bekerja dengan aplikasi. E-MOSFET dapat diperoleh dalam versi daya tinggi dan rendah yang beroperasi hanya dalam mode peningkatan. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa itu deplesi MOSFET?