एमओएस फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (एफईटी) एक प्रकार का अर्धचालक उपकरण है जो फील्ड इफेक्ट के सिद्धांत पर काम करता है। सामान्य द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में, FET में उच्च इनपुट प्रतिबाधा, कम शोर, बड़ी गतिशील रेंज, कम बिजली की खपत और आसान एकीकरण की विशेषताएं हैं, और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

SLKOR MOSFET

फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर कई प्रकार के होते हैं, जिन्हें मुख्य रूप से जंक्शन फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर और इंसुलेटेड गेट फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर में विभाजित किया जाता है। इन सभी में एन-चैनल और पी-चैनल है।

गेट फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर को मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFET) भी कहा जाता है, जिसे डिप्लेशन टाइप MOS ट्रांजिस्टर और एन्हांसमेंट टाइप MOS ट्रांजिस्टर में विभाजित किया गया है।

फ़ील्ड प्रभाव ट्रांजिस्टर को सिंगल-गेट ट्रांजिस्टर और डबल-गेट ट्रांजिस्टर में विभाजित किया जा सकता है। डबल-गेट FET में दो स्वतंत्र गेट G1 और G2 हैं, जो संरचनात्मक रूप से श्रृंखला में जुड़े दो सिंगल-गेट FET के बराबर हैं, और इसके आउटपुट करंट का परिवर्तन दो गेट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है। डबल-गेट एफईटी की यह सुविधा उच्च-आवृत्ति एम्पलीफायर, गेन-नियंत्रित एम्पलीफायर, मिक्सर और डेमोडुलेटर के रूप में उपयोग किए जाने पर बड़ी सुविधा लाएगी।

1. मॉस ट्यूबों के प्रकार और संरचनाएँ

MOSFET एक प्रकार का FET है (दूसरा JFET है), जिसे संवर्द्धन या ह्रास प्रकार, P-चैनल या N-चैनल में बनाया जा सकता है। हालाँकि, सैद्धांतिक अनुप्रयोग के लिए केवल संवर्द्धन प्रकार N-चैनल MOS ट्रांजिस्टर और संवर्द्धन प्रकार P-चैनल MOS ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है, इसलिए NMOS या PMOS का आमतौर पर उल्लेख किया जाता है। जहाँ तक इस बात का सवाल है कि ह्रास MOS ट्रांजिस्टर का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है, यह पता लगाने की अनुशंसा नहीं की जाती है। इन दोनों संवर्द्धन MOS ट्रांजिस्टर के लिए, NMOS का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। इसका कारण यह है कि ऑन-प्रतिरोध कम होता है और इसका निर्माण आसान होता है। इसलिए, स्विचिंग पावर सप्लाई और मोटर ड्राइव के अनुप्रयोग में, NMOS का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित परिचय में, NMOS भी मुख्य बिट है। MOS ट्रांजिस्टर के तीन पिनों के बीच परजीवी धारिता होती है, जो कि हमारी आवश्यकता नहीं है, बल्कि निर्माण प्रक्रिया की सीमाओं के कारण है एमओएस ट्रांजिस्टर के योजनाबद्ध आरेख में देखा जा सकता है कि ड्रेन और स्रोत के बीच एक परजीवी डायोड होता है। उचित भार चलाते समय यह डायोड बहुत महत्वपूर्ण होता है। संयोग से, बॉडी डायोड केवल एकल धातु ऑक्साइड अर्धचालक ट्रांजिस्टर में ही पाया जाता है, जो आमतौर पर एकीकृत परिपथ चिप्स में नहीं पाया जाता है।

2. MOSFET की चालन विशेषताएँ

ऑन का मतलब है कि, एक स्विच के रूप में, यह स्विच बंद होने के बराबर है। एनएमओएस विशेषताएं, जब वीजीएस एक निश्चित मूल्य से अधिक होता है, तो यह चालू हो जाएगा, जो उस मामले के लिए उपयुक्त है जहां स्रोत ग्राउंडेड है (लो-साइड ड्राइविंग), जब तक गेट वोल्टेज 4V या 10V तक पहुंच जाता है। पीएमओएस की विशेषताएं, जब वीजीएस एक निश्चित मूल्य से कम है, तो यह चालू हो जाएगा, जो स्रोत कनेक्शन वीसीसी (हाई-साइड ड्राइव) के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, हालाँकि PMOS को आसानी से हाई-एंड ड्राइवर के रूप में उपयोग किया जा सकता है, NMOS को आमतौर पर इसके उच्च प्रतिरोध, उच्च कीमत और कुछ AC प्रकारों के कारण हाई-एंड ड्राइवर के रूप में उपयोग किया जाता है।3. धातु ऑक्साइड अर्धचालक स्विच ट्यूब

3. MOSFET स्विच 

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि नुकसान एनएमओएस या पीएमओएस है, चालन के बाद एक ऑन-प्रतिरोध होता है, इसलिए करंट इस प्रतिरोध पर ऊर्जा की खपत करेगा, जिसे ऑन-लॉस कहा जाता है, नुकसान को कम करने के लिए कम प्रतिरोध वाले एमओएस ट्रांजिस्टर चुनें। आमतौर पर, कम-शक्ति वाले एमओएस ट्यूबों का ऑन-प्रतिरोध लगभग दसियों मिलिओम होता है, और उनमें से कुछ कुछ मिलिओम में चालू और बंद हो जाते हैं। एमओएस तुरंत पूरा नहीं किया जाना चाहिए। एमओएस के दोनों सिरों पर वोल्टेज कम हो जाता है और करंट बढ़ जाता है। इस अवधि के दौरान, एमओएस ट्रांजिस्टर का नुकसान वोल्टेज और करंट का उत्पाद है, जिसे स्विचिंग लॉस कहा जाता है। आम तौर पर, स्विचिंग हानि चालन हानि से कहीं अधिक होती है, और स्विचिंग आवृत्ति जितनी तेज़ होगी, हानि उतनी ही अधिक होगी। तात्कालिक वोल्टेज और करंट का उत्पाद बहुत बड़ा होता है, और परिणामी हानि भी बहुत बड़ी होती है। स्विचिंग समय को छोटा करने से प्रत्येक चालन समय कम हो सकता है; स्विचिंग आवृत्ति की हानि में कमी प्रति यूनिट समय स्विचिंग समय को कम कर सकती है। दोनों विधियाँ स्विचिंग हानि को कम कर सकती हैं।

4. MOSFET ड्राइविंग

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में, आमतौर पर यह माना जाता है कि एमओएस ट्रांजिस्टर को संचालन के लिए करंट की आवश्यकता नहीं होती है, बल्कि केवल एक निश्चित मूल्य से अधिक जीएस वोल्टेज की आवश्यकता होती है। यह करना आसान है, लेकिन हमें अभी भी गति की आवश्यकता है। एमओएस ट्रांजिस्टर की संरचना में, हम देख सकते हैं कि जीएस और जीडी के बीच परजीवी समाई है। सैद्धांतिक रूप से, एमओएस ट्रांजिस्टर की ड्राइविंग कैपेसिटेंस की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग है। कैपेसिटर को चार्ज करने के लिए करंट की आवश्यकता होती है। क्योंकि चार्जिंग के समय कैपेसिटर को शॉर्ट सर्किट माना जा सकता है, तात्कालिक धारा अपेक्षाकृत बड़ी होगी।

एमओएस ट्रांजिस्टर ड्राइवरों का चयन/डिज़ाइन करते समय, ध्यान देने वाली पहली चीज़ तात्कालिक शॉर्ट-सर्किट करंट है। दूसरा नोट यह है कि आमतौर पर हाई-साइड ड्राइविंग में उपयोग किए जाने वाले एनएमओएस के लिए आवश्यक है कि जब इसे चालू किया जाए तो गेट वोल्टेज स्रोत वोल्टेज से अधिक हो। दूसरी ओर, हाई-साइड ड्राइविंग एमओएस ट्रांजिस्टर का स्रोत वोल्टेज और ड्रेन वोल्टेज (वीसीसी) समान हैं, इसलिए गेट वोल्टेज वीसीसी से 4V या 10V अधिक है। मान लें कि उसी प्रणाली में, वीसीसी से बड़ा वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, एक विशेष बूस्ट सर्किट की आवश्यकता होती है। कई मोटर ड्राइवर चार्ज पंप के साथ एकीकृत होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर को चलाने के लिए पर्याप्त शॉर्ट-सर्किट करंट प्राप्त करने के लिए एक उपयुक्त बाहरी संधारित्र का चयन किया जाना चाहिए। उपर्युक्त 4V या 10V सामान्य MOS ट्रांजिस्टर का टर्न-ऑन वोल्टेज है, इसलिए डिज़ाइन में निश्चित रूप से कुछ मार्जिन है। इसके अलावा, वोल्टेज जितना अधिक होगा, चालन गति उतनी ही तेज़ होगी और चालन प्रतिरोध उतना ही कम होगा। कम चालन वोल्टेज वाले एमओएस ट्यूब हमेशा विभिन्न श्रेणियों में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन 12V ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में, साधारण 4v चालन पर्याप्त है।

एमओएस ट्यूब के मुख्य पैरामीटर इस प्रकार हैं:

1. गेट-सोर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीजीएस-वीजीएस जब गेट करंट आईजी शून्य से तेजी से बढ़ता है, तो गेट-सोर्स वोल्टेज बढ़ता है, जिसे गेट-सोर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीजीएस कहा जाता है।

2. टर्निंग-ऑन वोल्टेज वीटी- टर्निंग-ऑन वोल्टेज (जिसे थ्रेशोल्ड वोल्टेज भी कहा जाता है): स्रोत एस और ड्रेन डी के बीच का शुरुआती सिरा एक कंडक्टिंग चैनल बनाता है; -मानक एन-चैनल एमओएस ट्रांजिस्टर का आवश्यक गेट वोल्टेज लगभग 3 ~ 6V है - प्रक्रिया में सुधार के बाद एमओएस ट्रांजिस्टर का वीटी मान 2 ~ 3V तक कम किया जा सकता है।

3. ड्रेन-सोर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीडीएस- वीजीएस = 0 (एन्हांसमेंट मोड) की स्थिति के तहत, वीडीएस को उस प्रक्रिया में ड्रेन-सोर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज बीवीडीएस-आईडी कहा जाता है जब आईडी तेजी से बढ़ने लगती है। वृद्धि के दो कारण हैं:

(1) नाली के बायीं ओर के पास हिमस्खलन परत का टूटना।

(2) ड्रेन-सोर्स पंच-थ्रू ब्रेकडाउन-कुछ एमओएस में, चैनल की लंबाई कम है। समय-समय पर वीडीएस बढ़ाने से नाली की कमी की परत समय-समय पर स्रोत क्षेत्र तक विस्तारित हो जाएगी, जिससे चैनल की लंबाई शून्य हो जाएगी, यानी नाली-स्रोत पंच-थ्रू हो जाएगी। पंच-थ्रू के बाद, स्रोत क्षेत्र के अधिकांश वाहक सीधे विद्युत क्षेत्र द्वारा कमी परत में अवशोषित हो जाएंगे और नाली क्षेत्र तक पहुंच जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ी आईडी.4 होगी। की विशेषता

4. डीसी इनपुट प्रतिरोध आरजीएस-अर्थात, गेट और स्रोत और गेट करंट के बीच लागू वोल्टेज का अनुपात-कभी-कभी धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर के गेट आरजीएस के माध्यम से बहने वाले गेट करंट द्वारा व्यक्त किया जाता है, जो आसानी से 1010.5 से अधिक हो जाता है। कम-आवृत्ति ट्रांसकंडक्टेंस जीएम-इस शर्त के तहत कि वीडीएस एक निश्चित मूल्य है, गेट-सोर्स वोल्टेज के माइक्रो-वेरिएबल के लिए ड्रेन करंट के माइक्रो-वेरिएबल का अनुपात जो इस परिवर्तन का कारण बनता है, ट्रांसकंडक्टेंस-जीएम कहलाता है, जो नियंत्रण क्षमता को दर्शाता है। करंट को खत्म करने के लिए गेट-सोर्स वोल्टेज-यह एमओएस ट्रांजिस्टर की प्रवर्धन क्षमता को चिह्नित करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है-आमतौर पर कई एमए/वी की सीमा में।