Esto es lo que he entendido. Por favor corrígeme si estoy equivocado.
La profundidad del canal inducido depende del voltaje V. Dado que el voltaje a través de la compuerta y el camino a lo largo del canal disminuyen desde Vgs en la fuente hasta el extremo de drenaje, el canal no es uniforme y se estrecha. Si el voltaje aplicado Vds aumenta a algún valor que hace que el voltaje entre la compuerta y el extremo de drenaje sea menor que el voltaje de umbral, se dice que el canal está pinzado.
Si el canal está pellizcado, ¿cómo fluye la corriente de drenaje? En el libro se indica que el MOSFET ingresa a la región de saturación y tendrá un valor constante de corriente de drenaje. Pero no entiendo cómo fluye la corriente cuando el canal ya no existe en el extremo del drenaje.
La corriente todavía puede fluir a través del "sustrato" aunque el canal esté apretado. La razón por la que se satura es que habrá una región de mayor resistencia de tamaño proporcional al voltaje Drain-Source, y por lo tanto la resistencia de esta región será proporcional al mismo voltaje.
Pero como la corriente es voltaje/resistencia, la dependencia se cancelará y obtendrá una corriente "constante".
De Wiki (énfasis mío):
Aunque el canal conductor formado por el voltaje de puerta a fuente ya no conecta la fuente con el drenaje durante el modo de saturación, los portadores no están bloqueados para que fluyan. Considerando nuevamente un dispositivo de modo de mejora de canal n, existe una región de agotamiento en el cuerpo de tipo p, que rodea el canal conductor y las regiones de drenaje y fuente. Los electrones que componen el canal son libres de moverse fuera del canal a través de la región de empobrecimiento si son atraídos por el drenaje por el voltaje de drenaje a fuente. La región de empobrecimiento está libre de portadores y tiene una resistencia similar a la del silicio. Cualquier aumento del voltaje de drenaje a fuente aumentará la distancia desde el drenaje hasta el punto de pellizco, aumentando la resistencia de la región de agotamiento en proporción al voltaje de drenaje a fuente aplicado.. Este cambio proporcional hace que la corriente de drenaje a fuente permanezca relativamente fija, independientemente de los cambios en el voltaje de drenaje a fuente, a diferencia de su comportamiento óhmico en el modo de operación lineal. Por lo tanto, en el modo de saturación, el FET se comporta como una fuente de corriente constante en lugar de como una resistencia, y puede usarse efectivamente como un amplificador de voltaje. En este caso, el voltaje de puerta a fuente determina el nivel de corriente constante a través del canal.
Además, de la descripción de la operación MOSFET , bajo saturación :
Dado que el voltaje de drenaje es más alto que el voltaje de la fuente, los electrones se dispersan y la conducción no se realiza a través de un canal estrecho, sino a través de una distribución de corriente bidimensional o tridimensional más amplia que se extiende desde la interfaz y más profundamente en el sustrato. El inicio de esta región también se conoce como pellizco para indicar la ausencia de una región de canal cerca del drenaje. Aunque el canal no se extiende por toda la longitud del dispositivo, el campo eléctrico entre el drenaje y el canal es muy alto y la conducción continúa.
@clabacchio explicó bien, pero aún podemos justificarlo con un campo eléctrico. Básicamente, en mosfet, dos campos eléctricos son generados por el voltaje de la puerta y el voltaje de drenaje en el canal y perpendiculares entre sí. Cuando el voltaje de drenaje alcanzó Vp (voltaje de corte), el canal se estrechó y se desconectó con el terminal de drenaje (N+). Ahora el campo eléctrico viene en la imagen:
E=V/distancia;
aquí, al estrecharse el canal, el canal cercano a la terminal de la fuente permanece igual, pero cerca de la terminal de drenaje desaparece por completo, por lo que el campo eléctrico cerca del drenaje es: - E (puerta) = V/0 = infinito o muy alto. y el campo eléctrico es directamente proporcional a la conductividad: - Sigma = nqu E
si E es muy alta, incluso sin canal, un flujo de corriente constante más alto desde el drenaje a la fuente. Sigue siendo la teoría que puede agregar desde la respuesta superior como I = V / R, v aumenta y r también aumenta, por lo que obtenemos un voltaje constante. Por favor, hágamelo saber si estoy equivocado.
El problema es de semántica.
"Pellizcado" no significa pellizcado cerrado. En cambio, es un término técnico; la etiqueta de un modo de funcionamiento. "Pinchoff" significa "el dispositivo funciona en modo de corriente constante". Podríamos haber elegido un término diferente, como saturación/corte de BJT, pero ahora nos quedamos con él.
Primero, con el voltaje de la puerta reducido y el canal completamente abierto, el canal tiene una resistencia mínima, con un voltaje cercano a cero entre el drenaje y la fuente; actuando como un cortocircuito. A continuación, aumente el voltaje de la puerta, de modo que la región de agotamiento invada el canal desde un lado. El canal se comporta como un material físicamente estrecho. Su resistencia aumenta.
Con una resistencia de drenaje presente y un aumento del voltaje de puerta, el voltaje a lo largo del canal aumenta al aumentar la resistencia del canal. Finalmente, crece lo suficiente como para rivalizar con el voltaje de puerta que produjo la región de agotamiento. En ese punto, el "comportamiento de la resistencia" lineal se vuelve no lineal y el canal comienza a comportarse como una fuente de corriente constante, en lugar de una simple resistencia. El modo de corriente constante se llama "Pinch-off". Pero el canal es solo estrecho, no está cerrado o "apagado".
Para eliminar la confusión, ¿tal vez etiquetarlo personalmente como "modo no lineal"? "¿PartePlanaDeLaGráfica?" ¿Otras etiquetas mejores?
Durante el modo de corriente constante, el canal estrecho se descompone y está siendo moldeado por procesos de retroalimentación negativa que tienen lugar entre diferentes regiones a lo largo del canal. (Si fuera una retroalimentación positiva, el canal exhibiría inestabilidad, "turbulencia" y se convertiría en un oscilador).
Con el canal angostado y descomponiéndose, si luego se aumenta Vds, el patrón de voltaje del canal y los bordes de la zona de agotamiento cambian dinámicamente, haciendo que el canal angosto se vuelva más largo. El canal más largo tiene mayor resistencia, con un efecto de autorregulación que produce una corriente constante independiente de los cambios de Vds.
Heh, aumente el voltaje de la puerta lo suficiente, el canal se reduce a nada y la corriente de drenaje cae a cero. ¡El dispositivo entra en el modo "pinch-closed"!
¿Existe una analogía hidráulica? ¿Qué tal dos globos siendo empujados juntos? Si soplamos aire comprimido entre un par de globos, eso es un par de zonas de agotamiento con un canal conductor entre ellas. Junta los globos y, cuando parezca que casi se tocan, se distorsionarán y harán un fuerte sonido de frambuesa. Ese es un canal inestable. Un canal FET real no oscilaría, sino que permanecería estrecho, con globos aplanados formando sus paredes paralelas. Aumente la alimentación de aire comprimido y los globos cambiarán de forma, lo que hará que el canal sea más largo, y la longitud aumentará lo suficiente para mantener el flujo constante. Ahora empuje los globos juntos con más fuerza (Vgs más altos) y el canal se vuelve uniformemente más estrecho. Empujar los globos 'programa' el efecto de corriente constante para una corriente más baja; disminuyendo el caudal.
Para globos, una alimentación de presión "Vds" más alta nunca puede forzar un flujo "Id" más grande a través del canal. En cambio, los globos se distorsionan, ensanchando la región plana, lo que aumenta la longitud del canal proporcionalmente al aumento de la presión Vds. A algún voltaje, los globos se romperían. Un perforado de Vds.
PD
Me pregunto si los globos reales darían una característica de identificación constante. Incluso si estuvieran haciendo oscilaciones con sonido de frambuesa, aumentar la presión del aire comprimido cambiaría su forma y su oscilación, y podría terminar alargando el canal, impidiendo un mayor flujo. Vaya y mida la presión Vds, el flujo Id y la presión Vgs de los globos ruidosos y oscilantes. Ignore la parte de CA inestable, y es posible que pueda barrer las presiones y obtener experimentalmente un conjunto de curvas características para el primer Globoistor de efecto de campo (FEB.)
El canal se pellizca cerca de la región de drenaje, esto sucede porque a medida que aumenta el VDS, la región de agotamiento del cuerpo de drenaje aumenta (debido a la polarización inversa), ahora los electrones que fluyen a través del canal se inyectan en la región de agotamiento en la región de pellizco y se recogen en el desagüe. Entonces, el canal aún conduce y la corriente fluirá.
También puede verificar el efecto de perforación que ocurre en los Mosfets de canal corto, aquí el agotamiento del cuerpo de drenaje se extiende hasta el agotamiento del cuerpo de origen, por lo que se come el canal. Ahora, los electrones viajan al drenaje desde las regiones de agotamiento.