¿Por qué ocurre MOSFET Pinchoff?

Esta pregunta se refiere a los MOSFET de tipo n mejorados. Por lo que entiendo, se forma una capa de inversión debajo de la capa aislante debajo de la puerta del MOSFET cuando se aplica un voltaje a la puerta. Cuando este voltaje excede , el voltaje umbral ; Esta capa de inversión permite que los electrones fluyan desde la fuente hasta el drenaje. Si ahora se aplica un voltaje V D S , la región de inversión comenzará a disminuir y eventualmente disminuirá tanto que se pellizcará , una vez que se haya pellizcado (ya no puede reducirse en altura), lo hará. luego comience a reducirse en longitud (ancho) cada vez más cerca de la fuente.$V_\mathrm{T}$$V_\mathrm{DS}$

Mis preguntas son:

• ¿Es correcto lo que he dicho hasta ahora?
• ¿Por qué ocurre este pinch-off? No entiendo lo que dice mi libro. Dice algo acerca de que el campo eléctrico en el desagüe también es proporcional a la puerta.
• Tengo entendido que cuando el MOSFET está saturado, se forma una capa de agotamiento entre el bit pellizcado y el drenaje. ¿Cómo fluye la corriente a través de esta porción agotada al drenaje? Pensé que la capa de agotamiento no conduce ... Como en un diodo ...

Su descripción es correcta: dado que , si aplicamos un voltaje de drenaje a la fuente de magnitud V S A T = V G S - V T o superior, el canal se pellizcará.$V_{GS}>V_T$$V_{SAT}=V_{GS}-V_{T}$

Trataré de explicar lo que sucede allí. Supongo que MOSFET de tipo n en los ejemplos, pero las explicaciones también son válidas para MOSFET de tipo p (con algunos ajustes, por supuesto).

La razón del pinch-off:

Piense en el potencial eléctrico a lo largo del canal: es igual a cerca de la Fuente; es igual a V D cerca del drenaje. Recordemos también que la función potencial es continua. La conclusión inmediata de las dos afirmaciones anteriores es que los cambios potenciales continuamente se forman de V S a V D a lo largo del canal (déjenme ser no formal y usar los términos "potencial" y "voltaje" indistintamente).$V_S$$V_D$$V_S$$V_D$

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

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

Qué sucede entre el punto de pellizco y el drenaje:

El voltaje de puerta a sustrato en esta región no es suficiente para una formación de la capa de inversión, por lo tanto, esta región solo se agota (en lugar de invertida). Si bien la región de agotamiento carece de operadores móviles, no hay restricción en el flujo de corriente a través de él: si un operador ingresa a la región de agotamiento desde un lado, y hay un campo eléctrico en toda la región, este operador será arrastrado por el campo. Además, los transportistas que ingresan a esta región de agotamiento tienen velocidad inicial.

Todo lo anterior es cierto siempre que los portadores en cuestión no se recombinen en la región de agotamiento. En el MOSFET de tipo n, la región de agotamiento carece de portadores de tipo p, pero la corriente consiste en portadores de tipo n, esto significa que la probabilidad de recombinación de estos portadores es muy baja (y puede descuidarse para cualquier propósito práctico).

Conclusión: los operadores de carga que ingresan a esta región de agotamiento serán acelerados por el campo a través de esta región y eventualmente llegarán al drenaje. Por lo general, es posible que la resistividad de esta región se descuide por completo (la razón física de esto es bastante compleja: esta discusión es más apropiada para el foro de física).

Espero que esto ayude