क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का एक समूह
एक फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर या FET एक ट्रांजिस्टर है, जहां एक विद्युत क्षेत्र द्वारा आउटपुट करंट को नियंत्रित किया जाता है। FET को कभी-कभी एकध्रुवीय ट्रांजिस्टर कहा जाता है क्योंकि इसमें एकल वाहक प्रकार का संचालन शामिल होता है। FET ट्रांजिस्टर के मूल प्रकार BJT से पूरी तरह से अलग हैं ट्रांजिस्टर मूल बातें । एफईटी तीन-टर्मिनल अर्धचालक उपकरण है, स्रोत, नाली और गेट टर्मिनलों के साथ।
आवेश वहन इलेक्ट्रॉन या छिद्र होते हैं, जो एक सक्रिय चैनल के माध्यम से स्रोत से बहने के लिए बहते हैं। स्रोत से नाली तक इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह गेट और स्रोत टर्मिनलों पर लगाए गए वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
FET ट्रांजिस्टर के प्रकार
FET दो प्रकार के होते हैं- JFET या MOSFETs।
जंक्शन FET
एक जंक्शन FET
जंक्शन एफईटी ट्रांजिस्टर एक प्रकार का फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर है, जिसे विद्युत रूप से नियंत्रित स्विच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। विद्युत ऊर्जा टर्मिनलों की निकासी के लिए स्रोतों के बीच एक सक्रिय चैनल से बहती है। उलटा लगाने से गेट टर्मिनल के लिए पूर्वाग्रह वोल्टेज , चैनल को उपजा है इसलिए विद्युत प्रवाह पूरी तरह से बंद है।
जंक्शन एफईटी ट्रांजिस्टर दो ध्रुवीयताओं में उपलब्ध है जो हैं
एन- चैनल जेएफईटी
एन चैनल JFET
एन चैनल जेएफईटी में एक एन-टाइप बार होता है जिसके किनारे पर दो पी-टाइप की परतें होती हैं। इलेक्ट्रॉन का चैनल डिवाइस के लिए एन चैनल का गठन करता है। एन-चैनल डिवाइस के दोनों सिरों पर दो ओमिक संपर्क बने होते हैं, जो गेट टर्मिनल बनाने के लिए एक साथ जुड़े होते हैं।
स्रोत और नाली टर्मिनलों को बार के अन्य दो किनारों से लिया जाता है। स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच संभावित अंतर को वीडी कहा जाता है और स्रोत और गेट टर्मिनल के बीच संभावित अंतर को वीजीएस के रूप में कहा जाता है। चार्ज प्रवाह स्रोत से नाली तक इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के कारण होता है।
जब भी एक सकारात्मक वोल्टेज को नाली और स्रोत टर्मिनलों पर लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन ‘D 'टर्मिनल से निकास के लिए स्रोत positive S’ से बहते हैं, जबकि पारंपरिक नाली करंट Id, नाली से स्रोत तक प्रवाहित होती है। जैसा कि डिवाइस के माध्यम से प्रवाह होता है, यह एक राज्य में है।
जब एक नकारात्मक ध्रुवीयता वोल्टेज गेट टर्मिनल पर लागू होता है, तो चैनल में एक कमी क्षेत्र बनाया जाता है। चैनल की चौड़ाई कम हो जाती है, इसलिए स्रोत और नाली के बीच चैनल प्रतिरोध बढ़ जाता है। चूंकि गेट-सोर्स जंक्शन रिवर्स बायस्ड है और डिवाइस में कोई करंट प्रवाहित नहीं है, इसलिए यह बंद स्थिति में है।
इसलिए मूल रूप से अगर गेट टर्मिनल पर लगाए गए वोल्टेज को बढ़ा दिया जाता है, तो स्रोत से नाली तक कम मात्रा में प्रवाह होगा।
N चैनल JFET में P चैनल JFET की तुलना में अधिक चालकता है। तो P चैनल JFET की तुलना में N चैनल JFET एक अधिक कुशल कंडक्टर है।
पी चैनल JFET
P चैनल JFET में P- प्रकार पट्टी होती है, जिसके दो तरफ n-प्रकार की परतें होती हैं। गेट टर्मिनल दोनों तरफ ओमिक संपर्कों को मिलाकर बनता है। एक एन चैनल JFET की तरह, स्रोत और ड्रेन टर्मिनलों को बार के अन्य दो किनारों से लिया जाता है। एक पी-टाइप चैनल, जिसमें प्रभारी वाहक के रूप में छेद होते हैं, स्रोत और नाली टर्मिनल के बीच बनता है।
पी चैनल JFET बार
नाली और स्रोत टर्मिनलों पर लगाए गए एक नकारात्मक वोल्टेज से स्रोत से नाली टर्मिनल तक प्रवाह सुनिश्चित होता है और डिवाइस ओमिक क्षेत्र में संचालित होता है। गेट टर्मिनल पर लागू एक सकारात्मक वोल्टेज चैनल की चौड़ाई में कमी को सुनिश्चित करता है, इस प्रकार चैनल प्रतिरोध को बढ़ाता है। अधिक सकारात्मक गेट वोल्टेज कम है जो डिवाइस के माध्यम से प्रवाहित होता है।
पी चैनल जंक्शन FET ट्रांजिस्टर के लक्षण
नीचे दिए गए पी चैनल जंक्शन फील्ड ट्रांजिस्टर की विशेषता वक्र है और ट्रांजिस्टर के संचालन के विभिन्न तरीके हैं।
पी चैनल जंक्शन के लक्षण FET ट्रांजिस्टर
कटऑफ क्षेत्र : जब गेट टर्मिनल के लिए लागू वोल्टेज चैनल के लिए पर्याप्त सकारात्मक है चौड़ाई न्यूनतम हो , कोई करंट प्रवाहित नहीं होता। यह डिवाइस को कट ऑफ क्षेत्र में रखने का कारण बनता है।
ओमिक क्षेत्र : डिवाइस के माध्यम से बहने वाला प्रवाह लागू वोल्टेज तक रैखिक रूप से आनुपातिक होता है जब तक कि एक ब्रेकडाउन वोल्टेज तक नहीं पहुंच जाता है। इस क्षेत्र में, ट्रांजिस्टर वर्तमान प्रवाह के लिए कुछ प्रतिरोध दिखाता है।
संतृप्ति क्षेत्र : जब ड्रेन-सोर्स वोल्टेज एक मान तक पहुँचता है जैसे कि डिवाइस के माध्यम से बहने वाला प्रवाह, ड्रेन-सोर्स वोल्टेज के साथ स्थिर होता है और केवल गेट-सोर्स वोल्टेज के साथ बदलता रहता है, तो डिवाइस को संतृप्ति क्षेत्र में कहा जाता है।
क्षेत्र को तोड़ो : जब ड्रेन-सोर्स वोल्टेज एक मान तक पहुँच जाता है, जिससे रिक्तीकरण क्षेत्र टूट जाता है, जिससे ड्रेन करंट में अचानक वृद्धि हो जाती है, तो डिवाइस को ब्रेकडाउन क्षेत्र में कहा जाता है। गेट-सोर्स वोल्टेज अधिक सकारात्मक होने पर यह ब्रेकडाउन क्षेत्र नाली-स्रोत वोल्टेज के कम मूल्य के लिए पहले पहुंच जाता है।
MOSFET ट्रांजिस्टर
MOSFET ट्रांजिस्टर
MOSFET ट्रांजिस्टर जैसा कि इसके नाम से पता चलता है कि एक पी-टाइप (n- टाइप) सेमीकंडक्टर बार है (दो भारी डॉप्ड n-टाइप रीजन में इसे अलग किया गया है) इसकी सतह पर जमा धातु ऑक्साइड की परत और परत से बाहर ले जाने वाले छेदों को सोर्स बनाने के लिए और नाली टर्मिनलों। गेट टर्मिनल बनाने के लिए ऑक्साइड परत पर एक धातु की परत जमा की जाती है। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के बुनियादी अनुप्रयोगों में से एक का उपयोग कर रहा है MOSFET एक स्विच के रूप में।
इस प्रकार के एफईटी ट्रांजिस्टर के तीन टर्मिनल हैं, जो स्रोत, नाली और गेट हैं। गेट टर्मिनल पर लगाया जाने वाला वोल्टेज स्रोत से नाली तक के प्रवाह को नियंत्रित करता है। उच्च ऑक्साइड प्रतिबाधा वाले उपकरण में धातु ऑक्साइड की एक इन्सुलेट परत की उपस्थिति होती है।
ऑपरेशन मोड के आधार पर MOSFET ट्रांजिस्टर के प्रकार
एक MOSFET ट्रांजिस्टर क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार है। MOSFET ऑपरेशन दो मोड में हासिल किया जाता है, जिसके आधार पर MOSFET ट्रांजिस्टर को वर्गीकृत किया जाता है। वृद्धि मोड में MOSFET ऑपरेशन में एक चैनल का क्रमिक गठन होता है, जबकि, कमी मोड MOSFET में, यह पहले से ही फैला हुआ चैनल होता है। MOSFET का एक उन्नत अनुप्रयोग है सीएमओएस ।
संवर्धन MOSFET ट्रांजिस्टर
जब एक नकारात्मक वोल्टेज को MOSFET के गेट टर्मिनल पर लागू किया जाता है, तो वाहक या छेद ले जाने वाले सकारात्मक चार्ज ऑक्साइड परत के पास अधिक जमा हो जाते हैं। एक चैनल स्रोत से नाली टर्मिनल तक बनता है।
संवर्धन MOSFET ट्रांजिस्टर
जैसे ही वोल्टेज अधिक नकारात्मक हो जाता है, चैनल की चौड़ाई बढ़ जाती है और स्रोत से नाली टर्मिनल तक प्रवाह होता है। इस प्रकार, लागू गेट वोल्टेज के साथ 'चालू' का प्रवाह बढ़ जाता है, इस उपकरण को एन्हांसमेंट टाइप MOSFET कहा जाता है।
डिप्लेशन मोड MOSFET ट्रांजिस्टर
एक विखंडन-मोड MOSFET स्रोत टर्मिनल के लिए नाली के बीच विसरित एक चैनल के होते हैं। किसी भी गेट वोल्टेज की अनुपस्थिति में, चैनल के कारण स्रोत से नाली तक प्रवाह होता है।
डिप्लेशन मोड MOSFET ट्रांजिस्टर
जब इस गेट वोल्टेज को नकारात्मक बनाया जाता है, तो सकारात्मक चार्ज चैनल में जमा हो जाते हैं।
यह चैनल में एक ख़राब क्षेत्र या इमोशनल चार्ज के क्षेत्र का कारण बनता है और वर्तमान के प्रवाह में बाधा उत्पन्न करता है। इस प्रकार चूंकि धारा का प्रवाह घट क्षेत्र के निर्माण से प्रभावित होता है, इस उपकरण को घट-मोड MOSFET कहा जाता है।
एक स्विच के रूप में MOSFET से जुड़े अनुप्रयोग
बीएलडीसी मोटर की गति को नियंत्रित करना
MOSFET का उपयोग डीसी मोटर को चलाने के लिए एक स्विच के रूप में किया जा सकता है। यहां MOSFET को ट्रिगर करने के लिए एक ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है। एक माइक्रोकंट्रोलर से पीडब्लूएम सिग्नल का उपयोग ट्रांजिस्टर को चालू या बंद करने के लिए किया जाता है।
बीएलडीसी मोटर की गति को नियंत्रित करना
OPTO कपलर में माइक्रोकंट्रोलर पिन से लॉजिक कम सिग्नल संचालित करने के लिए, इसके आउटपुट पर एक उच्च लॉजिक सिग्नल उत्पन्न करता है। PNP ट्रांजिस्टर काट दिया जाता है और तदनुसार, MOSFET चालू हो जाता है और चालू होता है। नाली और स्रोत टर्मिनलों को छोटा किया जाता है और मोटर के प्रवाह के लिए वर्तमान प्रवाह ऐसा होता है कि यह घूमना शुरू कर देता है। PWM सिग्नल सुनिश्चित करते हैं मोटर का गति नियंत्रण ।
एलईडी की एक सरणी ड्राइविंग:
एलईडी की एक सरणी ड्राइविंग
एक स्विच के रूप में MOSFET ऑपरेशन में एलईड की एक सरणी की तीव्रता को नियंत्रित करने का अनुप्रयोग शामिल है। यहां एक ट्रांजिस्टर, जिसे माइक्रोकंट्रोलर जैसे बाहरी स्रोतों से संकेतों द्वारा संचालित किया जाता है, का उपयोग MOSFET को चलाने के लिए किया जाता है। जब ट्रांजिस्टर को बंद कर दिया जाता है, तो MOSFET को आपूर्ति मिलती है और इसे स्विच किया जाता है, इस प्रकार एलईडी सरणी को उचित पूर्वाग्रह प्रदान किया जाता है।
MOSFET का उपयोग करके लैंप को स्विच करना:
MOSFET का उपयोग करके लैंप को स्विच करना
MOSFET का उपयोग लैंप के स्विचिंग को नियंत्रित करने के लिए एक स्विच के रूप में किया जा सकता है। यहां भी, ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग करके MOSFET को ट्रिगर किया जाता है। एक माइक्रोकंट्रोलर जैसे बाहरी स्रोत से PWM संकेतों का उपयोग ट्रांजिस्टर के चालन को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और तदनुसार MOSFET स्विच ऑन या ऑफ करता है, इस प्रकार लैंप के स्विचिंग को नियंत्रित करता है।
हमें उम्मीद है कि हम क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के विषय के बारे में पाठकों को सर्वोत्तम ज्ञान प्रदान करने में सफल रहे हैं। हम पाठकों से एक सरल सवाल का जवाब चाहते हैं - FET, BJTs से कैसे भिन्न हैं और उनका तुलनात्मक रूप से अधिक उपयोग क्यों किया जाता है।
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