In un NMOS, la corrente fluisce dalla sorgente allo drain o viceversa?

In un NMOS, la corrente fluisce dalla sorgente allo drain o viceversa?

Questa pagina di Wikipedia mi sta confondendo: http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET

L'immagine sopra mi confonde. Per il canale N, mostra la polarità del diodo andando verso la sorgente in alcuni, ma lontano dalla sorgente in altri.

Mi chiedo quale terminale dovrebbe essere collegato alla fonte di alimentazione (cioè il terminale positivo della batteria) e quali dovrebbero essere collegati all'utente di potenza (cioè motore elettrico).

La corrente convenzionale scorre da Drain a Source in un MOSFET a canale N.
La freccia mostra la direzione del diodo corporeo in un MOSFET con un diodo parsitico tra sorgente e drain attraverso il substrato. Questo diodo manca in silicio su saphire.

2a è una topologia JFet così diversa.

2d è un MOSFET senza diodo corporeo. IO'

\ 2e è un FET in modalità di esaurimento: è acceso senza tensione di gate e richiede una tensione negativa per disattivare il FET. Quindi il diodo ha un'altra polarità, altrimenti il ​​diodo corporeo avrebbe condotto ogni volta che c'era tensione di gate.

Quando esiste un canale in un MOSFET, la corrente può fluire da drain a source o da source a drain - è una funzione di come il dispositivo è collegato nel circuito. Il canale di conduzione non ha polarità intrinseche - è un po 'come un resistore a questo proposito.

Tuttavia, il diodo a corpo intrinseco all'interno del MOSFET è parallelo al canale di conduzione. Quando è presente il canale di conduzione, il diodo viene deviato e la corrente scorre attraverso il percorso di minor resistenza (il canale). Quando il canale è spento, il diodo è in circuito e condurrà o bloccherà a seconda della polarità della corrente di drain-source.

Come mostra la tua immagine, ci sono sia i dispositivi del canale N che del canale P, nonché i dispositivi della modalità di miglioramento e della modalità di esaurimento. In tutti questi casi, la corrente può fluire dalla sorgente allo drain e anche dallo drain alla sorgente - è solo una questione di come il dispositivo è collegato nel circuito.

L'immagine non mostra il diodo intrinseco nei dispositivi: il punto della freccia verso o lontano dal gate è un'indicazione del tipo di canale (i punti del canale N verso il gate, i punti del canale P distanti dal gate).

Questo simbolo mostra il diodo inerente tra drain e source.

$V_{gate} > V_{source}$

$V_{gate} < V_{source}$

Dispositivi delpetion canale N hanno un canale di default, e necessitano di una tensione sulla porta inferiore a quella della sorgente al fine di trasformare il canale spento . Il canale può essere ampliato in una certa misura aumentando la tensione gate-to-source sopra 0.

Dispositivi esaurimento canale P hanno anche un canale di default, e necessitano di una tensione sulla porta superiore rispetto alla sorgente al fine di trasformare il canale spento . Il canale può essere ampliato in una certa misura diminuendo la tensione gate-to-source al di sotto di 0.

Non ho preso alcuna classe di semiconduttori, ma se sei interessato a una risposta vincolata al funzionamento a livello di circuito, la risposta rapida è:

con NMOS , la corrente scorre da Drain-to-source (la freccia punta lontano dal dispositivo alla sorgente) con PMOS , la corrente scorre da Source-a-drain (la freccia punta al dispositivo alla sorgente)

Nel diagramma sopra, le parole P-channel si riferiscono al tipo di canale che si forma sotto il Gate. La P indica che il canale si forma sul semiconduttore di tipo P, mentre la N indica un semiconduttore di tipo N.

Rispetto alla confusione. hai ragione, è confuso. Quello che stai vedendo è noto come un terminale legato al corpo sorgente. In alcune applicazioni questo è utile (vedi sotto per ulteriori informazioni). Per il momento ignoralo.

Generalmente, quando si esamina uno schema circuitale analogico, è convenzionale vedere le frecce sul terminale Source del transistor.

Quando si esaminano schemi digitali a livello di transistor (al contrario di gate-level, cioè porte AND, OR, XOR), convenzionalmente, non ci sono frecce. L'aspetto distintivo è che il PMOS avrà una piccola bolla sul terminale Gate, mentre il NMOS non avrà alcuna bolla. A dire il vero, sono in realtà gli stessi transistor (sia PMOS che NMOS) sia in applicazioni analogiche che digitali. Ma il modo in cui vengono gestiti è molto diverso.

Curiosità per un principiante Il transistor è un dispositivo a quattro terminali: Gate, Drain, Source e Body. Come introduzione alla microelettronica, è convenzionale ignorare il terminale del corpo intenzionalmente, ma solo per aiutarti a familiarizzare con le equazioni principali. Tuttavia, esiste un fenomeno a semiconduttore noto come effetto del corpo che introduce un ulteriore livello di complessità nei calcoli manuali rispetto al calcolo del punto operativo quiescente di un transistor (punto operativo quiescente è una parola importante che incontrerai; è solo una fantasia parola che indica il punto operativo IV o di tensione di corrente del transistor in questione.)

Modellare un transistor è un'impresa estremamente complessa ed è di per sé un'ingegneria elettrica o una disciplina di fisica applicata. Qualsiasi libro di testo introduttivo sulla microelettronica di solito inizia un capitolo che menziona le giunzioni pn (un tipo di semiconduttore al silicio drogato).

Se sei veramente interessato e hai una conoscenza di base delle equazioni quadratiche e dell'algebra, potresti dare un'occhiata a un ottimo libro di testo introduttivo scritto da Behzad Razavi . Vorrei avere questo libro quando ho preso la microelettronica all'università. Tuttavia presuppone una comprensione dei circuiti di base (ovvero resistori, condensatori e induttori).

Sì, la corrente può fluire da drain a source e viceversa. Per semplificare ulteriormente, vorrei aggiungere un po 'a ciò che @Adam Lawrence ha menzionato.

Sono sicuro che hai familiarità con la sezione trasversale del transistor CMOS. Puoi vedere che la sezione trasversale del Mosfet è ANCHE dalla linea verticale centrale. Quindi, qualunque terminale (tra i due terminali ai lati di nmos) abbia una tensione maggiore rispetto all'altro terminale, questo diventa il tuo drain (per NMOS) e l'altro terminale con tensione più bassa diventa la sorgente (per nmos). Il contrario è seguito per pmos.

Tuttavia, fai attenzione quando acquisti / gestisci Mosfet a 3 pin discreti (ad es. SiHG47N60EF ) in cui la massa interna è già collegata alla sorgente (per nmos) o allo scarico (per pmos) internamente. Ciò rende predefiniti i perni del mosfet come indicato nella scheda tecnica. In tal caso, quanto sopra è ancora vero che il terminale di tensione più alta è drain e il terminale di tensione più bassa è fonte di nmos. Tuttavia, se si applica una tensione maggiore alla sorgente predefinita come indicato nel foglio dati, le tensioni di soglia non saranno le stesse indicate nel foglio dati. E il tuo transistor non si comporterà come quello specificato nel foglio dati.