Paras vastaus
Katso yllä oleva kuva. Kuvittele, että tämän henkilön kahden sormen välissä on putki. Jos hän puristaa tarpeeksi kovaa, putken aukko suljetaan kokonaan.
Katsotaanpa nyt MOSFET:
Kun käytämme sopivaa jännitettä porttiin, lähteen ja viemärin väliin muodostuu kanava. Itse asiassa olemme luoneet putken lähteen ja viemärin välille, jotta varaukset voivat siirtyä lähteestä viemäriin.
Seuraavaksi käytämme jännitettä lähteen ja viemärin välille. Tämä aiheuttaa varauksen liikkumisen lähteen ja viemärin välillä. Mutta se muuttaa myös kanavan muotoa:
Nyt kanava alkaa kulua tyhjennyspäätä kohti. Tämä johtuu siitä, että viemärillä on positiivinen potentiaali, ja viemäriin vedetään negatiivisia varauksia lähinnä olevasta kanavasta.
Kun nostamme jännitettä VDS, saavutetaan piste, kun kanava on puristettu kokonaan:
Kanavasta vastasi portin jännite. Ja niin kauan kuin ei ollut puristusta, portti ohjasi varausten virtausta lähteestä viemäriin kanavan kautta.
Kun puristuminen tapahtuu, putkemme ei enää yhdistä lähdettä valua. Portti menettää hallinnan lähteen ja viemärin välisessä latausvirrassa.
Joten nyt latausvirta kyllästyy tai saavuttaa maksimiarvonsa. Vds: n arvoa tässä vaiheessa kutsutaan Vds: n kyllästysarvoksi.
Syy, miksi virta kyllästyy tässä vaiheessa eikä voi enää kasvaa, voidaan ymmärtää vesiputkien analogialla. Kun vesiputken venttiili on täysin avattu, veden virtausnopeus putken läpi saavuttaa enimmäisrajansa eikä sitä voida lisätä edelleen.
Lopuksi, purista FET: ssä, kun gate menettää hallinnan lähteen ja tyhjennyksen välisessä latausvirrassa.
Vastaus
Varo: tähän kysymykseen vastataan yleensä väärin.
”Nipistys” on ei puristussuljettu. Niputusvirran aikana tyhjennysvirta ei laske nollaan. Sen sijaan Id -virrasta tulee vakio ja se pysyy suhteellisen riippumattomana Vds -jännitteestä. ”Nipistystila” FET-transistorissa on samanlainen kuin BJT-transistoreiden lineaarinen toiminta-alue.
N-kanavan JFET: n tavallisen yhteisen lähdekytkennän avulla Vgs porttijännite muuttuu yhä negatiivisemmaksi, kanava kapenee, kun liikkuvat tyhjennysvyöhykkeet tunkeutuvat kanavaan sivulta. Viimeinkin nämä ehtymisalueet kohtaavat … mutta kanava ei sulkeudu! Sen sijaan kanavasta tulee pitkä ja vakioleveä kanava. Tämän kanavan sisällä tapahtuu lumivyöryjen hajoamista, kun pienet kanavan osat yrittävät sulkeutua. Mutta aina kun näin tapahtuu, suljetun osan yli ilmestyy suurempi jännite, joka ajaa DZ: t takaisin ja avaa kanavan uudelleen.
Nipistystilassa kanava käyttäytyy hyvin omituisesti: se ei ole enää Sen sijaan, kun Vds tyhjennyslähteen jännitettä kasvatetaan, johtava kanava kasvaa fyysisesti pidempään! Se on maaginen vastus, vastus, joka yrittää ylläpitää vakiota virtaa jopa sen yli asetettuja muuttuvia jännitteitä vastaan.
Yksinkertaisesti sanottuna puristustilassa oleva FET on jänniteohjattu vakiovirtalähde, kun taas puristamisen ulkopuolella oleva FET on jänniteohjattu vastus. Voimme esimerkiksi käyttää FET: iä vaihtelevina vastuksina toimiakseen äänenvoimakkuuden säätiminä tai analogisina potentiometreinä. Teemme tämän pitämällä Vgs -arvon matalalla, joten kanava on edelleen auki eikä mene nipistystilaan.
Jos tutkitaan FET: n toimintakäyräjoukko, Id / Vds -kuvaaja, nipistystila on alueella, jossa Id -käyrillä on tasainen yläosa tai ne kaltevat varovasti ylöspäin Vds -jännitteen suurella nousulla.
Joten jos tämä on Pinch-off, niin mikä on ”puristettu kiinni?” Se käyräperheen alaosassa suurilla arvoilla Vgs , jossa kanava on tosiasiallisesti suljettu, ja Id on nolla kaikissa arvoissa Vds .
Mistä lopulta tuli väärinkäsitys nipistetysti suljetuista ja ”nipistystiloista”? Ehkä se johtuu siitä, että kun puristus alkaa, tyhjennyslähdekanavan vaihtovirta nousee huimasti. Siitä tulee erittäin suuri, ihanteellisesti ääretön (mikä saa V / I-käyrät tasaisiksi.) Mutta Tämä ei ole tasavirran vastus. Power-mosfet-laitteen tyhjennyspiirissä saattaa virrata ampeeria, vaikka vaihtovirran tyhjennysvastus on valtava.Tämä on minkä tahansa vakiovirtalähteen pääominaisuus. Sillä on merkittävä virta, kun taas vaihtovirta- ja dynaamisille muutoksille se käyttäytyy avoimena piirinä. Mutta äärettömät ohmit ja ”avoin piiri” eivät tarkoita nollavirtaa missä virtalähteet Joten kun Vgs kasvaa suureksi ja kanavasta tulee nykyinen lähde, se ei puristu kiinni. Sen sijaan se menee oudolta! Siirtyy nipistystoimintatilaan.