क्यों MOSFET स्रोत तीर के साथ इंगित किया गया है?

Question

मुझे पता है कि, एक मूल MOSFET में स्रोत और नाली शामिल हैं, और या तो यह एक NMOS या PMOS है; यह स्रोत पर एक तीर द्वारा इंगित किया गया है। लेकिन आइए एक मनगढ़ंत NMOS को देखें।

यहां हम आसानी से देख सकते हैं कि या तो एक पिन स्रोत है या नाली पूरी तरह से कनेक्शन पर निर्भर है। कनेक्शन के बिना, यह डिवाइस सममित है। लेकिन पारंपरिक MOSFET प्रतीकों को देखें। इन सभी प्रतीकों को स्रोत के रूप में एक पिन और नाली के रूप में अन्य चिह्नित किया गया है। ऐसा क्यों है ? यह प्रतीक डिवाइस के रूप में सममित क्यों नहीं है?

जब मैं ताल पर काम करता हूं, तो योजनाबद्ध प्रतीकों में सभी प्रकार के प्रतीक होते हैं जहां स्रोत चिह्नित होते हैं। लेकिन जब इसका उपयोग निर्माण, स्रोत और नाली के लिए किया जाएगा तो कनेक्शन द्वारा निर्धारित किया जाएगा, न कि प्रतीक द्वारा।

Comments

देखें electronics.stackexchange.com/questions/72582/...

— पीटर स्मिथ

यह एक तीर से स्रोत का संकेत नहीं दे रहा है, यह एक तीर के साथ सब्सट्रेट का संकेत दे रहा है।

— user253751

यदि तीर नहीं है तो आप N और P चैनल उपकरणों के बीच अंतर करने के लिए क्या योजना बना रहे हैं?

— दिमित्री ग्रिगोरीव

कुछ सीम्बल हैं जहां एन और पी चैनल के संकेत गेट पर दिए गए हैं, स्रोत या नाली पर नहीं। noji.com/hamradio/img/CMOS-Symbols.png

— एंकलोन

Answer 1

आईसी MOSFETs उनके असतत समकक्षों के समान नहीं हैं

आप इसमें सही हैं कि बाद में विसरित चार-टर्मिनल MOSFETs (जैसे कि जो कि CMOS ICs बनाते हैं) सममित उपकरण हैं - सब्सट्रेट या कुएं अलग से सबसे कम या उच्चतम से जुड़े होते हैं (आप किस तरह के FET के आधार पर संभावित हैं) सर्किट, जबकि स्रोत ऊपर उठाया जा सकता है / सब्सट्रेट / अच्छी तरह से क्षमता के नीचे उतारा।

हालांकि , पूरे इतिहास में किए गए असतत MOSFETs का 99% और वर्तमान उत्पादन में 100% असतत MOSFETs एक अलग संरचना का उपयोग करते हैं - स्रोत और नाली के किनारे-किनारे होने के बजाय, नाली तल पर है और स्रोत है शीर्ष पर, गेट FET में कटौती के साथ। इसे एक ऊर्ध्वाधर MOSFET कहा जाता है , और इसके आधुनिक रूप में नीचे दर्शाया गया है (यानी एक खाई MOS संरचना - शुरुआती ऊर्ध्वाधर MOSFETs ने खाई के बजाय गेट के लिए V-नाली का उपयोग किया)। ये संरचनाएं स्वाभाविक रूप से असममित हैं, और स्रोत को सब्सट्रेट से कनेक्ट करने के लिए खुद को उधार भी देती हैं, इस प्रकार शरीर डायोड का निर्माण करती है जो एक शक्ति एमओएस डिवाइस का आश्चर्यजनक रूप से उपयोगी हिस्सा है।

Answer 2

तीर वर्तमान प्रवाह की दिशा को इंगित नहीं करता है, यह शरीर और चैनल के बीच पीएन जंक्शन को इंगित करता है।

यदि आप 4-टर्मिनल प्रतीक का उपयोग करते हैं, तो यह वास्तव में अक्सर सममित है:

आईसी डिजाइन में, डिजाइन किट आपको इन प्रतीकों या उनके जैसे कुछ का उपयोग करने का विकल्प देना चाहिए, क्योंकि शरीर आम तौर पर पूरे आईसी पर सबसे कम या उच्चतम क्षमता से बंधा होगा (शायद एक n में PMOS उपकरणों के लिए और भी अधिक लचीलेपन के साथ) अच्छी तरह से प्रक्रिया), जरूरी नहीं कि स्रोत के समान ही टर्मिनल हो।

असतत डिजाइन में, आमतौर पर आप शरीर को स्रोत के समान टर्मिनल से जोड़ने तक सीमित होते हैं।

Answer 3

कोई भी पीएन जंक्शन एक डायोड है (डायोड बनाने के अन्य तरीकों के बीच)। एक MOSFET में से दो हैं, यहीं:

पी-डॉप्ड सिलिकॉन का वह बड़ा हिस्सा शरीर या सब्सट्रेट है। इन डायोड को ध्यान में रखते हुए, कोई भी यह देख सकता है कि शरीर हमेशा स्रोत या नाली की तुलना में कम वोल्टेज पर है। अन्यथा, आप डायोड को फॉरवर्ड-बायस करते हैं, और संभवतः वह नहीं है जो आप चाहते थे।

लेकिन यह खराब हो जाता है, रुको! BJT NPN सामग्रियों की तीन परत वाला सैंडविच है, है ना? एक MOSFET में एक BJT भी शामिल है:

यदि नाली का प्रवाह अधिक है, तो स्रोत और नाली के बीच चैनल पर वोल्टेज भी अधिक हो सकता है, क्योंकि आरडीएस (ऑन) आरडीएस (ऑन) गैर-शून्य है। यदि यह बॉडी-सोर्स डायोड को फॉरवर्ड-बायस करने के लिए पर्याप्त है, तो आपके पास अब MOSFET नहीं है: आपके पास BJT है। वह भी नहीं जो आप चाहते थे।

CMOS उपकरणों में, यह और भी खराब हो जाता है। सीएमओएस में, आपके पास पीएनपीएन संरचनाएं हैं, जो एक परजीवी थाइरिस्टर बनाती हैं। यही कारण है कि कुंडी।

समाधान: स्रोत के लिए शरीर को छोटा करें। यह परजीवी BJT के बेस-एमिटर को शॉर्ट करता है, इसे मजबूती से पकड़ता है। आदर्श रूप से आप बाहरी लीड के माध्यम से ऐसा नहीं करते हैं, क्योंकि तब "शॉर्ट" में भी उच्च परजीवी प्रेरण और प्रतिरोध होता है, जिससे परजीवी BJT की "पकड़" इतनी मजबूत नहीं होती है। इसके बजाय, आप उन्हें मरने के लिए सही हैं।

यही कारण है कि MOSFETs सममित नहीं हैं। यह हो सकता है कि कुछ डिज़ाइन अन्यथा सममित हैं, लेकिन एक MOSFET बनाने के लिए जो MOSFET की तरह मज़बूती से व्यवहार करता है, आपको उन एन क्षेत्रों में से एक को शरीर में कम करना होगा। जो भी आप ऐसा करते हैं, वह अब स्रोत है, और जिस डायोड को आपने छोटा नहीं किया, वह है "बॉडी डायोड"।

यह वास्तव में ट्रांजिस्टर असतत करने के लिए कुछ खास नहीं है। यदि आपके पास 4-टर्मिनल MOSFET है, तो आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि शरीर हमेशा सबसे कम वोल्टेज पर (या पी-चैनल उपकरणों के लिए) उच्चतम है। आईसीएस में, शरीर पूरे आईसी के लिए सब्सट्रेट है, और यह आमतौर पर जमीन से जुड़ा होता है। यदि शरीर स्रोत से कम वोल्टेज पर है, तो आपको शरीर के प्रभाव पर विचार करना चाहिए। यदि आप एक CMOS सर्किट पर नज़र डालते हैं, जहाँ एक स्रोत जमीन से जुड़ा नहीं है (जैसे नीचे NAND गेट), तो यह वास्तव में मायने नहीं रखता, क्योंकि यदि B अधिक है, तो सबसे कम ट्रांजिस्टर चालू है, और एक इसके ऊपर वास्तव में इसका स्रोत जमीन से जुड़ा होता है। या, बी कम है, और आउटपुट अधिक है, और निचले दो ट्रांजिस्टर में कोई करंट नहीं है।

से एकत्र: MOSFET: क्यों नाली और स्रोत अलग हैं?

FYI करें: मैं इस विवरण के जवाब से बहुत खुश हूँ कि मुझे लगा कि यह यहाँ होना चाहिए। फिल फ्रॉस्ट को धन्यवाद

Answer 4

स्रोत और नाली हमेशा समान नहीं होते हैं, यह विशेष रूप से असतत उपकरणों के लिए सच है, लेकिन स्रोत और नाली के लिए एक अलग संरचना के साथ कई एकीकृत ट्रांजिस्टर भी हैं।

एकीकृत ट्रांजिस्टर बहुत अक्सर सममित होते हैं, नाली और स्रोत का उपयोग परस्पर किया जा सकता है। "स्रोत" टर्मिनल पर तीर का उपयोग ट्रांजिस्टर के प्रकार (NMOS या PMOS) को इंगित करने के लिए किया जाता है और इसका उपयोग अंतर्निहित ट्रांजिस्टर मॉडल पर ठीक से मैप करने के लिए किया जाता है जो कभी-कभी स्रोत-संदर्भित होते हैं। बेशक टर्मिनलों का उपयोग नाली और स्रोत के आदान-प्रदान के साथ किया जा सकता है और ट्रांजिस्टर मॉडल को उलट दिया जाता है।

अंत में, कुछ डिज़ाइन किट हैं जहां इस तथ्य के लिए कोई स्रोत तीर नहीं है कि ट्रांजिस्टर सममित हैं।