Почему MOSFET Pinchoff происходит

Этот вопрос касается усовершенствованных МОП-транзисторов n-типа. Из того, что я понимаю, инверсионный слой формируется под изолирующим слоем под затвором MOSFET, когда на затвор подается напряжение. Когда это напряжение превышает , пороговое напряжение ; этот инверсионный слой позволяет электронам течь от источника к стоку. Если напряжение теперь применяется, область инверсии начнет сужаться и в конце концов, он будет сужаться так , что она будет отсекаться , как только он зажат-офф (он больше не может уменьшаться в высоту), она будет затем начинают уменьшаться в длине (ширине), становясь все ближе и ближе к источнику. $V_\mathrm{T}$ $V_\mathrm{DS}$

Мои вопросы:

Правильно ли то, что я сказал до сих пор?
Почему это происходит? Я не понимаю, что написано в моей книге. Это говорит о том, что электрическое поле на стоке также пропорционально затвору.
Насколько я понимаю, когда полевой МОП-транзистор насыщен, между укороченным долотом и стоком образуется обедненный слой. Как ток течет через эту истощенную часть к стоку? Я думал, что слой обеднения не проводит ... Как в диоде ...

transistors mosfet pn-junction

— user968243
источник

Ваше описание верно: учитывая, что , если мы подаем напряжение от источника к источнику или выше, канал будет отключен. $V_{GS}>V_T$ $V_{SAT}=V_{GS}-V_{T}$

Я постараюсь объяснить, что там происходит. Я предполагаю MOSFET n-типа в примерах, но объяснения также применимы для MOSFET p-типа (с некоторыми корректировками, конечно).

Причина отщипывания:

Подумайте об электрическом потенциале вдоль канала: он равен вблизи источника; это равно около стока. Напомним также, что потенциальная функция непрерывна. Непосредственный вывод из двух приведенных выше утверждений состоит в том, что потенциальные изменения непрерывно изменяются от к $V_S$ $V_D$ $V_S$ вдоль канала (позвольте мне быть неформальным и использовать термины «потенциал» и «напряжение» взаимозаменяемо). $V_D$

введите описание изображения здесь

$V_{GS}$ $V_{DS}$

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

введите описание изображения здесь

Что происходит между точкой отсечки и сливом:

Напряжение затвор-основание в этой области недостаточно для формирования инверсионного слоя, поэтому эта область только обеднена (в отличие от инвертированной). Хотя в области истощения отсутствуют подвижные несущие, нет ограничений на протекание тока через нее: если носитель входит в область истощения с одной стороны, и в области имеется электрическое поле - эта несущая будет перемещаться полем. Кроме того, носители, которые входят в эту область истощения, имеют начальную скорость.

Все вышеизложенное справедливо до тех пор, пока рассматриваемые носители не будут рекомбинировать в области истощения. В MOSFET n-типа в области истощения отсутствуют несущие p-типа, но ток состоит из несущих n-типа - это означает, что вероятность рекомбинации этих несущих очень мала (и ею можно пренебречь для любой практической цели).

Вывод: носители заряда, которые входят в эту область истощения, будут ускоряться полем через эту область и в конечном итоге достигнут утечки. Обычно случаем, что удельным сопротивлением этой области можно полностью пренебречь (физическая причина этого довольно сложна - это обсуждение более подходит для форума по физике).

Надеюсь это поможет

— Василий
источник

V_{D S}

$V_\mathrm{DS}$

Нет, на этот раз ваше описание неверно. Вернемся к определению конденсатора MOS: чем больше разность потенциалов между затвором и субстратом, тем больше заряда будет накапливаться под затвором (заряд инверсии). При отсутствии напряжения «сток-источник» эта разность потенциалов постоянна. Однако, когда вы применяете более высокий потенциал к дренажу, потенциал субстрата возле дренажа также возрастает. Это локальное повышение потенциала субстрата приводит к локальному снижению напряжения между затвором и субстратом, что приводит к уменьшению заряда инверсии (и, в конечном итоге, к отщеплению).

— Василий

Ах да, так что напряжение «сток-исток» противодействует напряжению «затвор-основание», и это противопоставление очень ярко выражено вблизи дренажа и едва выражено вблизи источника. Я полагаю, что именно по этой причине, когда напряжение Drain to Source равно напряжению Gate-to-Substrate, напряжение на Drain в основном полностью противопоставляет это напряжение Gate-to-Substrate, таким образом вызывая крошечный слой инверсии выкл) возле стока. Огромное спасибо за это, вы, безусловно, сделали это гораздо более понятным, чем любая из моих книг!

— user968243

V_{S A T} = V_{G S} - V_{T}

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

Спасибо Василию за ваш ответ. Я хотел бы спросить вас, относится ли это к режиму обеднения nMOS или только к транзисторам с расширенным режимом? Я надеюсь, вы понимаете.