MOSFET ایک دھاتی آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر ہے۔ یا میٹل انسولیٹر سیمی کنڈکٹر۔ بائپولر ٹرانزسٹر ان پٹ اینڈ پر کرنٹ کی چھوٹی تبدیلی کو بڑھاتا ہے اور آؤٹ پٹ اینڈ پر کرنٹ کی بڑی تبدیلی کو آؤٹ پٹ کرتا ہے۔ ایک دوئبرووی ٹرانجسٹر کا فائدہ آؤٹ پٹ سے ان پٹ کرنٹ (بیٹا) کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ ٹرانزسٹر کی ایک اور قسم، جسے فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (FET) کہا جاتا ہے، ان پٹ وولٹیج میں ہونے والی تبدیلیوں کو آؤٹ پٹ کرنٹ میں تبدیلیوں میں تبدیل کرتا ہے۔ ایف ای ٹی کا فائدہ اس کے ٹرانس کنڈکٹنس کے برابر ہے، جس کی وضاحت آؤٹ پٹ کرنٹ میں تبدیلی اور ان پٹ وولٹیج میں تبدیلی کے تناسب سے ہوتی ہے۔ FET کا نام اس کے ان پٹ (جسے گیٹ کہا جاتا ہے) سے بھی آتا ہے جو ایک موصل پرت پر برقی فیلڈ کو پیش کرکے ٹرانجسٹر کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو متاثر کرتا ہے۔ درحقیقت اس انسولیٹر سے کوئی کرنٹ نہیں گزرتا، اس لیے FET کا گیٹ کرنٹ بہت چھوٹا ہے۔ سب سے عام FET سلکان ڈائی آکسائیڈ کی ایک پتلی تہہ کو گیٹ کے نیچے انسولیٹر کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ ایسے ٹرانزسٹروں کو میٹل-آکسائیڈ-سیمک کنڈکٹر (MOS) ٹرانزسٹر، یا، میٹل-آکسائیڈ-سیمک کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز (MOSFETs) کہا جاتا ہے۔ چونکہ MOSFET چھوٹے اور زیادہ طاقت کے حامل ہیں، اس لیے انہوں نے کئی ایپلی کیشنز میں بائی پولر ٹرانزسٹرز کو تبدیل کر دیا ہے۔

MOS کیا ہے؟ اثر کیا ہے؟

MOSFET کی معلومات چیک کرنے کے لیے آپ براہ راست Baidu Encyclopedia پر جا سکتے ہیں۔

MOSFET ایک میٹل-آکسائیڈ-سیمک کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر، یا میٹل-انسولیٹر-سیمک کنڈکٹر ہے۔ MOSFET کے ماخذ اور نالی کو الٹ دیا جا سکتا ہے، اور وہ تمام N-قسم کے علاقے ہیں جو P-type backgate میں بنتے ہیں۔ زیادہ تر معاملات میں، یہ دونوں علاقے ایک جیسے ہیں، یہاں تک کہ اگر دونوں سروں کو الٹ دیا جائے، تو یہ آلہ کی کارکردگی کو متاثر نہیں کرے گا۔ اس طرح کے آلات کو سڈول سمجھا جاتا ہے۔

بائی پولر ٹرانزسٹر ان پٹ اینڈ پر کرنٹ کی چھوٹی تبدیلی کو بڑھاتا ہے اور آؤٹ پٹ اینڈ پر کرنٹ کی بڑی تبدیلی کو آؤٹ پٹ کرتا ہے۔ ایک دوئبرووی ٹرانجسٹر کا فائدہ آؤٹ پٹ سے ان پٹ کرنٹ (بیٹا) کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ ٹرانزسٹر کی ایک اور قسم، جسے فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (FET) کہا جاتا ہے، ان پٹ وولٹیج میں ہونے والی تبدیلیوں کو آؤٹ پٹ کرنٹ میں تبدیلیوں میں تبدیل کرتا ہے۔ ایف ای ٹی کا فائدہ اس کے ٹرانس کنڈکٹنس کے برابر ہے، جس کی وضاحت آؤٹ پٹ کرنٹ میں تبدیلی اور ان پٹ وولٹیج میں تبدیلی کے تناسب سے ہوتی ہے۔

FET کا نام اس کے ان پٹ (جسے گیٹ کہا جاتا ہے) سے بھی آتا ہے جو ایک موصل پرت پر برقی فیلڈ کو پیش کرکے ٹرانزسٹر کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو متاثر کرتا ہے۔ درحقیقت اس انسولیٹر سے کوئی کرنٹ نہیں گزرتا، اس لیے FET کا گیٹ کرنٹ بہت چھوٹا ہے۔ سب سے عام FET سلکان ڈائی آکسائیڈ کی ایک پتلی تہہ کو گیٹ کے نیچے انسولیٹر کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اس طرح کے ٹرانزسٹروں کو میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر (MOS) ٹرانزسٹر، یا میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (MOSFETs) کہا جاتا ہے۔ چونکہ MOSFET چھوٹے اور زیادہ طاقت کے حامل ہیں، اس لیے انہوں نے کئی ایپلی کیشنز میں بائی پولر ٹرانزسٹرز کو تبدیل کر دیا ہے۔

MOSFET کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے پہلے ایک آسان ڈیوائس - MOS capacitor کو دیکھیں۔ ڈیوائس میں دو الیکٹروڈ ہیں، ایک دھات کا اور دوسرا بیرونی سلکان کا، جو سلکان ڈائی آکسائیڈ کی پتلی پرت سے الگ ہوتا ہے۔ دھاتی قطب GATE ہے، اور سیمی کنڈکٹر ٹرمینل بیک گیٹ یا باڈی ہے۔ ان کے درمیان موصل آکسائیڈ کی تہہ کو گیٹ ڈائی الیکٹرک کہا جاتا ہے۔ دکھائے گئے آلے میں ہلکے ڈوپڈ P قسم کے سلیکون سے بنا ایک بیک گیٹ ہے۔ اس MOS Capacitor کی برقی خصوصیات کی وضاحت بیک گیٹ کو زمین سے اور گیٹ کو مختلف وولٹیج سے جوڑ کر کی جا سکتی ہے۔ MOS capacitor کی GATE صلاحیت 0V ہے۔ میٹل گیٹ اور سیمی کنڈکٹر BACKGATE کے درمیان ورک فنکشن میں فرق ڈائی الیکٹرک پر ایک چھوٹا برقی میدان بناتا ہے۔ ڈیوائس میں یہ برقی فیلڈ دھات کے کھمبے کو قدرے مثبت اور P قسم کے سلیکون کو منفی بناتی ہے۔ یہ برقی میدان سلکان کی نچلی تہوں سے الیکٹرانوں کو سطح کی طرف راغب کرتا ہے، اور یہ ایک ہی وقت میں سطح سے سوراخوں کو ہٹاتا ہے۔ یہ برقی فیلڈ بہت کمزور ہے، اس لیے کیریئر کے ارتکاز میں تبدیلی بہت کم ہے، اور آلے کی مجموعی خصوصیات پر اثر بھی بہت کم ہے۔

کیا ہوتا ہے جب MOS capacitor کا GATE BACKGATE کے حوالے سے متعصب ہوتا ہے۔ GATE DIELECTRIC میں برقی میدان تیز ہو جاتا ہے، اور زیادہ الیکٹران سبسٹریٹ سے اوپر کھینچے جاتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، سوراخوں کو سطح سے پیچھے ہٹا دیا جاتا ہے. جیسے جیسے GATE وولٹیج بڑھے گا، سطح پر سوراخوں سے زیادہ الیکٹران ہوں گے۔ اضافی الیکٹرانوں کی وجہ سے، سلیکون کی سطح N-type سلکان کی طرح دکھائی دیتی ہے۔ ڈوپنگ پولرٹی کے الٹ جانے کو الٹا کہا جاتا ہے، اور الٹ سیلیکون پرت کو چینل کہا جاتا ہے۔ جیسا کہ GATE وولٹیج بڑھتا رہتا ہے، سطح پر زیادہ سے زیادہ الیکٹران جمع ہوتے ہیں، اور چینل ایک مضبوط الٹا بن جاتا ہے۔ جس وولٹیج پر چینل بنتا ہے اسے تھریشولڈ وولٹیج Vt کہا جاتا ہے۔ جب GATE اور BACKGATE کے درمیان وولٹیج کا فرق تھریشولڈ وولٹیج سے کم ہو تو کوئی چینل نہیں بنتا۔ جب وولٹیج کا فرق تھریشولڈ وولٹیج سے بڑھ جاتا ہے تو چینل ظاہر ہوتا ہے۔

MOS capacitors: (A) غیر جانبدار (VBG=0V)، (B) الٹا (VBG=3V)، (C) جمع (VBG=-3V)۔

درمیانی صورت اس وقت ہوتی ہے جب ایم او ایس کیپسیٹر کا گیٹ بیک گیٹ کے حوالے سے منفی وولٹیج ہوتا ہے۔ برقی میدان الٹ جاتا ہے، سوراخوں کو سطح کی طرف راغب کرتا ہے اور الیکٹرانوں کو پیچھے ہٹاتا ہے۔ سلیکون کی سطح زیادہ بھاری ڈوپڈ دکھائی دیتی ہے، اور ڈیوائس کو جمع ہونے کی حالت میں سمجھا جاتا ہے۔

MOS capacitors کی خصوصیات MOS ٹرانجسٹر بنانے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔ گیٹ، ڈائی الیکٹرک اور بیک گیٹ جوں کا توں رہتے ہیں۔ GATE کے دونوں طرف دو اضافی منتخب ڈوپ والے علاقے ہیں۔ ان میں سے ایک کو سورس اور دوسرے کو ڈرین کہتے ہیں۔ فرض کریں کہ سورس اور بیک گیٹ دونوں گراؤنڈ ہیں، اور ڈرین مثبت وولٹیج سے منسلک ہے۔ جب تک GATE اور BACKGATE کے درمیان وولٹیج تھریشولڈ وولٹیج سے کم ہے، کوئی چینل نہیں بنے گا۔ ڈرین اور بیک گیٹ کے درمیان PN جنکشن ریورس بایزڈ ہے، اس لیے نالے سے بیک گیٹ کی طرف صرف تھوڑی مقدار میں کرنٹ بہتا ہے۔ اگر گیٹ وولٹیج تھریشولڈ وولٹیج سے زیادہ ہے تو، گیٹ ڈائی الیکٹرک کے نیچے ایک چینل ظاہر ہوتا ہے۔ یہ چینل این قسم کے سلکان کی ایک پتلی پرت کی طرح ہے جو نالی اور منبع کو شارٹ کرتا ہے۔ الیکٹرانوں پر مشتمل ایک کرنٹ منبع سے چینل کے ذریعے نالی میں بہتا ہے۔ عام طور پر، ڈرین کرنٹ صرف اس وقت ہوگا جب گیٹ ٹو سورس وولٹیج V تھریشولڈ وولٹیج Vt سے زیادہ ہو۔

ایک متوازی MOSFET میں، ماخذ اور نالی کی لیبلنگ کسی حد تک من مانی ہوتی ہے۔ تعریف کے مطابق، کیریئرز ماخذ سے باہر اور نالی میں بہتے ہیں۔ لہذا، ماخذ اور ڈرین کی شناخت کا تعین آلہ کے تعصب سے ہوتا ہے۔ بعض اوقات ٹرانزسٹر پر تعصب وولٹیج طے نہیں ہوتا ہے، اور دونوں لیڈز ایک دوسرے کے ساتھ رولز کو تبدیل کر دیتے ہیں۔ اس صورت میں، سرکٹ ڈیزائنر کو یہ بتانا ہوگا کہ ایک ڈرین ہے اور دوسرا ذریعہ ہے۔

ماخذ اور نالی مختلف ڈوپنگ اور مختلف جیومیٹرک شکلوں کے ساتھ غیر متناسب MOSFET ہیں۔ غیر متناسب ٹرانزسٹر بنانے کی بہت سی وجوہات ہیں، لیکن سب کا نتیجہ ایک ہی ہے۔ ایک لیڈ ٹرمینل کو ڈرین کے طور پر آپٹمائز کیا گیا ہے اور دوسرے کو سورس کے طور پر آپٹمائز کیا گیا ہے۔ اگر ڈرین اور سورس کو تبدیل کر دیا جائے تو ڈیوائس ٹھیک سے کام نہیں کرے گی۔

ٹرانزسٹروں میں N قسم کا چینل ہوتا ہے اس لیے اسے N-channel MOSFET یا NMOS کہا جاتا ہے۔ ایک P-چینل MOS (PMOS) ٹیوب بھی موجود ہے، جو P-MOSFET ہے جو ہلکے ڈوپڈ N-type BACKGATE اور P-قسم کے ذریعہ اور نالی پر مشتمل ہے۔ اگر اس ٹرانزسٹر کا گیٹ BACKGATE کے حوالے سے متعصب ہے تو الیکٹران سطح کی طرف متوجہ ہوتے ہیں اور سطح سے سوراخ پیچھے ہٹ جاتے ہیں۔ سلکان کی سطح جمع ہوتی ہے، اور کوئی چینل نہیں بنتا ہے۔ اگر GATE BACKGATE کے حوالے سے الٹا متعصب ہے تو، سوراخ سطح کی طرف متوجہ ہوتے ہیں اور ایک چینل بنتا ہے۔ لہذا، PMOS ٹرانجسٹر کی حد وولٹیج منفی ہے. چونکہ NMOS کا تھریشولڈ وولٹیج مثبت ہے اور PMOS کا تھریشولڈ وولٹیج منفی ہے، اس لیے انجینئرز عام طور پر تھریشولڈ وولٹیج کے سامنے موجود نشان کو ہٹا دیتے ہیں۔ ایک انجینئر کہہ سکتا ہے، "PMOS Vt 0.6V سے 0.7V تک بڑھتا ہے"، جب کہ حقیقت میں PMOS Vt -0.6V سے -0.7V تک گر جاتا ہے۔