فهم مبدأ عمل MOSFET وتطبيق المكونات الإلكترونية بشكل أكثر كفاءة

عندما يكون جهد مصدر البوابة (VGS) لـ MOSFET صفرًا، حتى مع تطبيق جهد مصدر الصرف (VDS)، يكون هناك دائمًا تقاطع PN في انحياز عكسي، مما يؤدي إلى عدم وجود قناة موصلة (ولا تيار) بين استنزاف ومصدر MOSFET. في هذه الحالة، يكون تيار التصريف (ID) لـ MOSFET صفرًا. يؤدي تطبيق جهد موجب بين البوابة والمصدر (VGS > 0) إلى إنشاء مجال كهربائي في الطبقة العازلة SiO2 بين بوابة MOSFET وركيزة السيليكون، ويتم توجيهه من البوابة نحو ركيزة السيليكون من النوع P. نظرًا لأن طبقة الأكسيد عازلة، فإن الجهد المطبق على البوابة، VGS، لا يمكنه توليد تيار في MOSFET. وبدلا من ذلك، فإنه يشكل مكثفا عبر طبقة الأكسيد.

مع زيادة VGS تدريجيًا، يتم شحن المكثف، مما يؤدي إلى إنشاء مجال كهربائي. بسبب الجهد الموجب عند البوابة، تتراكم العديد من الإلكترونات على الجانب الآخر من المكثف، لتشكل قناة موصلة من النوع N من المصرف إلى المصدر في MOSFET. عندما يتجاوز VGS جهد العتبة VT (عادةً حوالي 2 فولت)، تجري القناة N الخاصة بـ MOSFET، مما يبدأ تدفق معرف تيار التصريف. يُشار إلى جهد مصدر البوابة الذي تبدأ عنده القناة بالتشكل باسم جهد العتبة VT. من خلال التحكم في حجم VGS، وبالتالي المجال الكهربائي، يمكن تعديل حجم معرف تيار التصريف في MOSFET.