Fließt in einem NMOS Strom von Source zu Drain oder umgekehrt?

Fließt in einem NMOS Strom von Source zu Drain oder umgekehrt?

Diese Wikipedia-Seite verwirrt mich: http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET

Das obige Bild verwirrt mich. Für den N-Kanal wird die Polarität der Diode in einigen Fällen in Richtung der Quelle, in anderen Fällen jedoch von der Quelle entfernt angezeigt.

Ich frage mich, welche Klemme an die Stromquelle (dh die positive Batterieklemme) und welche an den Stromverbraucher (dh den Elektromotor) angeschlossen werden soll.

In einem N-Kanal-MOSFET fließt herkömmlicher Strom von Drain zu Source.
Der Pfeil zeigt die Richtung der Body-Diode in einem MOSFET mit einer parasitären Diode zwischen Source und Drain über das Substrat. Diese Diode fehlt in Silizium auf Saphir.

2a ist ein JFet so unterschiedlicher Topologie.

2d ist ein MOSFET ohne Body-Diode. ICH'

\ 2e ist ein FET im Verarmungsmodus - er ist ohne Gate-Spannung eingeschaltet und benötigt eine negative Spannung, um den FET auszuschalten. Die Diode hat also eine andere Polarität, sonst würde die Body-Diode leiten, wenn die Gate-Spannung anliegt.

Wenn in einem MOSFET ein Kanal vorhanden ist, kann Strom von Drain zu Source oder von Source zu Drain fließen - dies hängt davon ab, wie das Gerät in der Schaltung angeschlossen ist. Der Leitungskanal hat keine eigene Polarität - in dieser Hinsicht ist er wie ein Widerstand.

Die intrinsische Body-Diode im MOSFET ist jedoch parallel zum Leitungskanal. Wenn der Leitungskanal vorhanden ist, ist die Diode überbrückt und es fließt Strom durch den Pfad mit dem geringsten Widerstand (den Kanal). Wenn der Kanal ausgeschaltet ist, befindet sich die Diode im Stromkreis und leitet oder sperrt je nach Polarität des Drain-Source-Stroms.

Wie Ihr Bild zeigt, gibt es sowohl N-Kanal- als auch P-Kanal-Geräte sowie Geräte im Enhancement-Modus und Depletion-Modus. In all diesen Fällen kann der Strom sowohl von Source zu Drain als auch von Drain zu Source fließen - es kommt nur darauf an, wie das Gerät im Stromkreis angeschlossen ist.

Ihr Bild ist nicht zeigt die intrinsische Diode in den Geräten - die Pfeilspitze in Richtung zu oder weg von dem Tor ist ein Hinweis auf den Kanaltyp (N-Kanal - Punkte gegenüber den Gate - P-Kanal - Punkten weg von dem Gate).

Dieses Symbol zeigt Ihnen die inhärente Diode zwischen Drain und Source.

$V_{gate} > V_{source}$

$V_{gate} < V_{source}$

N-Kanal-Löschgeräte verfügen standardmäßig über einen Kanal und benötigen eine Spannung am Gate, die niedriger ist als die der Quelle, um den Kanal auszuschalten . Der Kanal kann bis zu einem gewissen Grad erweitert werden, indem die Gate-Source-Spannung über 0 erhöht wird.

P-Kanal-Depletion-Geräte haben ebenfalls standardmäßig einen Kanal und benötigen eine Spannung am Gate, die höher als die Source ist, um den Kanal auszuschalten . Der Kanal kann bis zu einem gewissen Grad verbreitert werden, indem die Gate-Source-Spannung unter 0 gesenkt wird.

Ich habe keine Halbleiterklassen belegt, aber wenn Sie an einer Antwort interessiert sind, die auf den Betrieb auf Schaltungsebene beschränkt ist, lautet die schnelle Antwort:

Bei NMOS fließt der Strom von Drain zu Source (Pfeil zeigt vom Gerät an der Source weg). Bei PMOS fließt der Strom von Source zu Drain (Pfeil zeigt zum Gerät zur Source).

In der obigen Abbildung beziehen sich die Wörter P-Kanal auf die Art des Kanals, der sich unter dem Gate bildet. Das P bedeutet, dass sich der Kanal auf einem Halbleiter vom P-Typ bildet, während das N einen Halbleiter vom N-Typ bedeutet.

In Bezug auf die Verwirrung. du hast recht, es ist verwirrend. Was Sie sehen, wird als quellkörpergebundenes Terminal bezeichnet. In einigen Anwendungen ist dies nützlich (siehe unten für weitere Informationen). Ignorieren Sie es vorerst.

Bei der Untersuchung eines analogen Schaltplans ist es im Allgemeinen üblich, Pfeile am Source-Anschluss des Transistors zu sehen.

Bei der Untersuchung von Schaltplänen auf digitaler Transistorebene (im Gegensatz zu Gattern auf Gate-Ebene, dh UND, ODER, XOR-Gattern) gibt es herkömmlicherweise keine Pfeile. Der unterscheidende Aspekt ist, dass das PMOS am Gate-Terminal eine kleine Blase hat, während das NMOS keine Blase hat. Seien Sie versichert, dass es sich bei beiden analogen und digitalen Anwendungen tatsächlich um dieselben Transistoren (PMOS und NMOS) handelt. Aber die Art und Weise, wie sie betrieben werden, ist sehr unterschiedlich.

Fun Fact für einen Anfänger Der Transistor ist ein Gerät mit vier Anschlüssen: Gate, Drain, Source und Body. Als Einführung in die Mikroelektronik ist es üblich, das Karosserieterminal nur zu ignorieren, um Sie mit den wichtigsten Gleichungen vertraut zu machen. Es gibt jedoch ein Halbleiterphänomen, das als Körpereffekt bekannt ist und den Berechnungen des Ruhebetriebspunkts eines Transistors eine zusätzliche Komplexitätsschicht hinzufügt Wort, das den IV- oder Strom-Spannungs-Arbeitspunkt des betreffenden Transistors bezeichnet.)

Das Modellieren eines Transistors ist ein hochkomplexes Unterfangen und eine Elektrotechnik- oder Angewandte-Physik-Disziplin für sich. Jedes einführende Lehrbuch der Mikroelektronik beginnt normalerweise mit einem Kapitel, in dem pn-Übergänge (eine Art dotierter Siliziumhalbleiter) erwähnt werden.

Wenn Sie wirklich interessiert sind und ein grundlegendes Verständnis für quadratische Gleichungen und Algebra haben, sollten Sie sich ein großartiges Einführungslehrbuch von Behzad Razavi ansehen . Ich wünschte, ich hätte dieses Buch, als ich Mikroelektronik an der Universität studierte. Es wird jedoch ein Verständnis der Grundschaltungen (dh Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten) vorausgesetzt.

Ja, der Strom kann von Drain zu Source und umgekehrt fließen. Um es noch weiter zu vereinfachen, möchte ich etwas zu dem hinzufügen, was @Adam Lawrence erwähnt hat.

Sie kennen sicher den Querschnitt des CMOS-Transistors. Sie können sehen, dass der Querschnitt des Mosfet von der vertikalen Mittellinie aus GLEICHMÄSSIG ist. Welcher Anschluss (von den beiden Anschlüssen an den Seiten von nmos) eine höhere Spannung als der andere Anschluss hat, wird zu Ihrem Drain (für NMOS), und der andere Anschluss mit niedrigerer Spannung wird zur Source (für nmos). Das Gegenteil wird für pmos befolgt.

Seien Sie dennoch vorsichtig, wenn Sie diskrete 3-Pin-Mosfets (z. B. SiHG47N60EF ) kaufen oder damit umgehen, bei denen der interne Bulk bereits intern mit der Source (für nmos) oder dem Drain (für pmos) verbunden ist. Dadurch sind die Mosfet-Stifte wie im Datenblatt angegeben vordefiniert. In diesem Fall ist das Obige immer noch wahr, dass der Anschluss mit höherer Spannung Drain und der Anschluss mit niedrigerer Spannung Source für nmos ist. Wenn Sie jedoch eine höhere Spannung an die vordefinierte Quelle anlegen, als im Datenblatt angegeben, stimmen die Schwellenspannungen nicht mit den im Datenblatt angegebenen überein. Und Ihr Transistor verhält sich nicht so wie im Datenblatt angegeben.