En un NMOS, ¿el flujo de corriente de la fuente al drenaje o viceversa?

La corriente convencional fluye de Drain a Source en un MOSFET de canal N.  La flecha muestra la dirección del diodo del cuerpo en un MOSFET con un diodo parsítico entre la fuente y el drenaje a través del sustrato. Este diodo falta en el silicio en zafiro.

2a es una topología tan diferente de JFet.

2d es un MOSFET sin diodo corporal. Nunca he visto uno En En

\ 2e es un modo de agotamiento FET: está encendido sin voltaje de compuerta y toma voltaje negativo para apagar el FET. Por lo tanto, el diodo tiene otra polaridad, de lo contrario el diodo del cuerpo conduciría siempre que hubiera voltaje de compuerta.

Cuando existe un canal en un MOSFET, la corriente puede fluir desde el drenaje a la fuente o desde la fuente al drenaje: es una función de cómo se conecta el dispositivo al circuito. El canal de conducción no tiene polaridad intrínseca, es como una resistencia en ese sentido.

Sin embargo, el diodo intrínseco del cuerpo dentro del MOSFET está en paralelo con el canal de conducción. Cuando el canal de conducción está presente, el diodo se desvía y la corriente fluye a través de la ruta de menor resistencia (el canal). Cuando el canal está apagado, el diodo está en circuito y conducirá o bloqueará dependiendo de la polaridad de la corriente de la fuente de drenaje.

Como muestra su imagen, hay dispositivos de canal N y canal P, así como dispositivos de modo de mejora y modo de agotamiento. En todos estos casos, la corriente puede fluir de la fuente al drenaje, así como del drenaje a la fuente, es solo una cuestión de cómo está conectado el dispositivo en el circuito.

Su imagen no muestra el diodo intrínseco en los dispositivos: la flecha que apunta hacia la puerta o se aleja de ella es una indicación del tipo de canal (el canal N apunta hacia la puerta, el canal P puntos alejados de la puerta).

Este símbolo le muestra el diodo inherente entre el drenaje y la fuente.

Los dispositivos de mejora de canal N necesitan un voltaje en la puerta más alta que la fuente para crear un canal de conducción. (Los dispositivos de mejora no tienen un canal automáticamente, y necesitan voltaje de compuerta para crear uno, porque es N-channel \ $ V_ {gate} > V_ {source} \ $ para que esto suceda.)

Los dispositivos de mejora de canal P necesitan un voltaje en la puerta más baja que la fuente para crear un canal de conducción. (Los dispositivos de mejora no tienen un canal automáticamente y necesitan voltaje de compuerta para crear uno, porque es el canal P \ $ V_ {compuerta} < V_ {fuente} \ $ para que esto suceda.)

Los dispositivos delpetion de canal N tienen un canal por defecto y necesitan un voltaje en la puerta inferior que la fuente para desactivar el canal off . El canal se puede ampliar hasta cierto punto aumentando el voltaje de la puerta a la fuente por encima de 0.

Los dispositivos de agotamiento del canal P también tienen un canal por defecto, y necesitan un voltaje en la puerta más alta que la fuente para desactivar el canal apagado . El canal se puede ampliar hasta cierto punto disminuyendo el voltaje de la puerta a la fuente por debajo de 0.

No he tomado ninguna clase de semiconductores, pero si está interesado en una respuesta limitada al funcionamiento a nivel de circuito, la respuesta rápida es:

con NMOS , los flujos actuales desde Desagüe a la fuente (la flecha apunta desde el dispositivo a la Fuente) con PMOS , la corriente fluye desde Fuente a drenaje (la flecha apunta al dispositivo en la Fuente)

En el diagrama anterior, las palabras canal P se refieren al tipo de canal que se forma debajo de la Puerta. La P significa que el canal se forma en un semiconductor de tipo P, mientras que la N significa un semiconductor de tipo N.

Con respecto a la confusión. tienes razón, es confuso Lo que estás viendo es conocido como un terminal fuente atado. En algunas aplicaciones, esto es útil (ver más abajo para más información). Ignórelo por el momento.

Generalmente, cuando se examina un esquema de circuito analógico, es convencional ver flechas en el terminal Fuente del transistor.

Cuando se examinan esquemas digitales a nivel de transistor (a diferencia del nivel de puerta, es decir, puertas AND, OR, XOR), de manera convencional, no hay flechas. El aspecto distintivo es que el PMOS tendrá una pequeña burbuja en la terminal de Gate, mientras que el NMOS no tendrá ninguna burbuja. Tenga la seguridad de que, de hecho, son los mismos transistores (tanto PMOS como NMOS) en aplicaciones analógicas y digitales. Pero la forma en que se operan es muy diferente.

Dato curioso para un principiante El transistor es un dispositivo de cuatro terminales: compuerta, drenaje, fuente y cuerpo. Como introducción a la microelectrónica, es convencional ignorar el terminal corporal inicialmente, pero solo para ayudarlo a familiarizarse con las principales ecuaciones. Sin embargo, existe un fenómeno semiconductor conocido como el efecto cuerpo que introduce una capa adicional de complejidad en los cálculos manuales con respecto al cálculo del punto de operación inactivo de un transistor (punto de operación inactivo es una palabra importante que encontrará; es simplemente una fantasía Palabra que significa el IV o el punto de operación de voltaje de corriente del transistor en cuestión.)

Modelar un transistor es una tarea altamente compleja y es una disciplina de ingeniería eléctrica o de física aplicada en sí misma. Cualquier libro de texto introductorio en microelectrónica generalmente comienza un capítulo que menciona las uniones p-n (un tipo de semiconductor de silicio dopado).

Si está realmente interesado y tiene un conocimiento básico de las ecuaciones cuadráticas y el álgebra, le recomendamos que eche un vistazo a un excelente libro de texto de introducción escrito por Behzad Razavi . Ojalá tuviera este libro cuando tomé microelectrónica en la universidad. Sin embargo, supone una comprensión de los circuitos básicos (es decir, resistencias, condensadores e inductores).

Sí, la corriente puede fluir desde el drenaje a la fuente y viceversa. Para simplificarlo aún más, me gustaría agregar un poco a lo que @Adam Lawrence ha mencionado.

Estoy seguro de que está familiarizado con la sección transversal del transistor CMOS. Puede ver que la sección transversal del Mosfet está INCLUSO desde la línea vertical central. Por lo tanto, el terminal (fuera de los dos terminales en los lados de nmos) tiene un voltaje más alto que el otro terminal, que se convierte en su drenaje (para NMOS) y el otro terminal con menor voltaje se convierte en la fuente (para nmos). Se sigue lo contrario para pmos.

Sin embargo, tenga cuidado al comprar / tratar Mosfets discretos de 3 pines (es decir, SiHG47N60EF ) donde el volumen interno ya está conectado a la fuente (para nmos) o al drenaje (para pmos) internamente. Esto hace que los pines mosfet predefinan como se menciona en la hoja de datos. En ese caso, lo anterior sigue siendo cierto que el terminal de mayor voltaje se drena y el terminal de menor voltaje es la fuente para nmos. Sin embargo, si aplica un voltaje más alto a la fuente predefinida como se menciona en la hoja de datos, los voltajes de umbral no serán los mismos que se mencionan en la hoja de datos. Y su transistor no se comportará como lo que se especifica en la hoja de datos.