Beste antwoord
Kijk eens naar de afbeelding hierboven. Stel je voor dat er een pijp is tussen de twee vingers van deze persoon. Als hij of zij hard genoeg knijpt, wordt de pijpopening volledig gesloten.
Laten we nu eens kijken naar een MOSFET:
Wanneer we een geschikte spanning op de poort toepassen, wordt er een kanaal gevormd tussen de source en drain. In feite hebben we een leiding gemaakt tussen de source en drain, zodat ladingen van de source naar de drain kunnen gaan.
Vervolgens leggen we een spanning aan tussen de source en drain. Dit veroorzaakt een ladingsbeweging tussen de source en drain. Maar het zal ook de vorm van het kanaal veranderen:
Nu begint het kanaal uit te putten naar het einde van de afvoer. Dit komt doordat de afvoer een positief potentieel heeft en negatieve ladingen van het kanaal dat zich het dichtst bij de afvoer bevindt, in de afvoer worden getrokken.
Naarmate we de spanning VDS verhogen, wordt een punt bereikt waarop het kanaal is volledig afgeknepen:
De poortspanning was verantwoordelijk voor het kanaal. En zolang er geen afknijpen was, regelde de poort de stroom van ladingen van de bron naar de afvoer door het kanaal.
Zodra afknijpen optreedt, verbindt onze pijp de bron niet langer met de afvoer. De poort verliest de controle over de ladingsstroom tussen de source en de drain.
Dus nu verzadigt de ladingsstroom of bereikt deze zijn maximale waarde. De waarde van Vds op dit punt wordt de verzadigingswaarde van Vds genoemd.
De reden dat de stroom op dit punt verzadigd raakt en niet verder kan stijgen, kan worden begrepen door een waterleidinganalogie. Wanneer de klep naar de waterleiding volledig is geopend, bereikt de stroomsnelheid van het water door de leiding zijn maximale limiet en kan deze niet verder worden verhoogd.
Dus, tot slot, afknijpen in een FET is wanneer de gate verliest de controle over de stroom van ladingen tussen source en drain.
Antwoord
Let op: deze vraag wordt vaak onjuist beantwoord.
“Pinch-off” is niet bekneld. Tijdens de afknijpmodus neemt de afvoerstroom niet af tot nul. In plaats daarvan wordt de Id -stroom constant en blijft relatief onafhankelijk van het Vds -voltage. “Pinch-off mode” in FET-transistors is vergelijkbaar met het lineaire werkgebied van BJT-transistors.
Met de gebruikelijke common-source-aansluiting van een N-kanaal JFET, zoals de Vgs poortspanning wordt steeds negatiever, het kanaal wordt smaller naarmate beweegbare uitputtingszones het kanaal vanaf de zijkant binnendringen. Eindelijk ontmoeten deze uitputtingszones elkaar … maar het kanaal sluit niet! In plaats daarvan wordt het kanaal een lange doorgang van constante breedte. Binnen dit kanaal treden lawine-uitval op wanneer kleine delen van het kanaal proberen te sluiten. Maar wanneer dit gebeurt, verschijnt er een grotere spanning over het gesloten gedeelte, dat de DZs terugstuurt en het kanaal weer opent.
Tijdens de pinch-off-modus gedraagt het kanaal zich heel vreemd: het is niet langer een weerstand. In plaats daarvan, wanneer de Vds afvoerbronspanning wordt verhoogd, groeit het geleidende kanaal fysiek langer! Het is een magische weerstand, een weerstand die probeert constant te blijven stroom, zelfs tegen de veranderende spanningen die eroverheen worden geplaatst.
Simpel gezegd, een FET in pinch-off-modus is een spanningsgestuurde constante stroombron, terwijl een FET buiten pinch-off een spanningsgestuurde weerstand. We kunnen bijvoorbeeld FETs gebruiken als variabele weerstanden, om te fungeren als audiovolumeregelaars of analoge potentiometers. We doen dit door de Vgs -waarde laag te houden, zodat het kanaal helemaal open blijft en niet in de Pinch-off-modus gaat.
Als we de reeks bedrijfscurves voor een FET bekijken, de Id / Vds -grafiek, bevindt de Pinch-off-modus zich in het gebied waarin Id -curves hebben een platte top, of ze lopen langzaam omhoog met grote stijgingen in Vds -spanning.
Dus, als dit Pinch-off is, wat is dan “dichtgeknepen?” Dat staat onderaan de familie van curven, bij grote waarden van Vgs , waar het kanaal daadwerkelijk is gesloten, en Id is nul bij alle waarden van Vds .
Tot slot, waar kwam de misvatting over “pinch-closed” versus “Pinchoff mode” vandaan? Misschien komt het door het feit dat, wanneer Pinch-off begint, de AC-weerstand van het drain-source-kanaal omhoogschiet. Het wordt erg groot, idealiter oneindig (waardoor de V / I-curven afgeplat worden). dit is geen gelijkstroomweerstand Er kan een ampère in het afvoercircuit van je power-mosfet stromen, zelfs als de wisselstroomweerstand enorm is.Dat is het belangrijkste kenmerk van elke constante stroombron. Het heeft een aanzienlijke stroom, terwijl het zich voor wisselstroom en dynamische veranderingen gedraagt als een open circuit. Maar de oneindige ohm en het “open circuit” betekenen niet nulstroom waar stroombronnen zijn bezorgd. En dus, wanneer de Vgs groot wordt en het kanaal een huidige bron wordt, knelt het niet dicht. In plaats daarvan gaat het allemaal raar! Gaat naar de Pinch-off-bedieningsmodus.