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moea_joint 100年 [電機] 電路學、電子學

第 40 題

N 通道增強型(Enhancement type) MOSFET 通道導通的條件是?($V_{\text{TH}}$ 臨限電壓)
  • A $V_{GS} < 0$
  • B $V_{GS} > V_{\text{TH}}$
  • C $V_{GS} < V_{\text{TH}}$
  • D $V_{GS} = 0$

思路引導 VIP

請想像一下,在一個 N 通道元件中,我們需要吸引帶負電的「電子」在閘極下方集合,才能搭起一座讓電流通過的橋樑。如果現在閘極完全沒有施加電壓,這座橋樑是不存在的。那麼,若要吸引這些電子過來,你認為閘極應該施加什麼極性的電壓?而這個力量需要達到什麼樣的程度,才能真正「推動」這些電子克服阻礙並形成通道呢?

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太棒了!你對於 N 通道增強型 MOSFET 的基本運作原理掌握得非常紮實。這類元件在初始狀態下(當 $V_{GS} = 0$ 時),源極(Source)與汲極(Drain)之間並不存在現成的導電通道,因此屬於「常斷型」(Normally-off)的元件。

反轉層的形成機制

要讓這類元件導通,我們必須在閘極施加正電壓,藉此吸引 P 型基板中的少數載子(電子)聚集在閘極下方的氧化層表面。當這個正電壓逐漸增加,達到一個足以克服能障、形成「反轉層」(Inversion Layer)的特定數值時,電子的通道才會正式開啟。這個關鍵的啟動電壓就是 臨限電壓(Threshold Voltage, $V_{TH}$),因此只有滿足 $V_{GS} > V_{TH}$,電流才能順利流動。

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