डिप्लीशन मोड क्या है MOSFET: कार्य करना और इसके अनुप्रयोग

धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर या MOSFET एक वोल्टेज-नियंत्रित उपकरण है जो सर्किट के भीतर वोल्टेज को बढ़ाने या स्विच करने के लिए स्रोत, नाली, गेट और बॉडी जैसे टर्मिनलों के साथ बनाया गया है और डिजिटल अनुप्रयोगों के लिए आईसी में भी बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग एनालॉग सर्किट जैसे एम्पलीफायरों और फिल्टर में भी किया जाता है। MOSFETs को मुख्य रूप से की कमियों को दूर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है तथ्य जैसे उच्च नाली प्रतिरोध, मध्यम इनपुट प्रतिबाधा और धीमा संचालन। MOSFETs दो प्रकार के एन्हांसमेंट मोड और डिप्लेशन मोड हैं। यह लेख MOSFET के प्रकारों में से एक पर चर्चा करता है, जिसका नाम है रिक्तीकरण मोड MOSFET - प्रकार, अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

डिप्लेशन मोड MOSFET क्या है?

एक MOSFET जो आपके कनेक्ट होने पर बिना किसी गेट वोल्टेज को लागू किए सामान्य रूप से चालू हो जाता है, उसे रिक्तीकरण मोड MOSFET के रूप में जाना जाता है। इस MOSFET में धारा का प्रवाह ड्रेन टर्मिनल से स्रोत की ओर होता है। इस प्रकार के MOSFET को सामान्य रूप से डिवाइस पर भी जाना जाता है।

MOSFET के गेट टर्मिनल पर एक बार वोल्टेज लगाने के बाद, स्रोत चैनल में नाली अधिक प्रतिरोधी हो जाएगी। जब गेट-सोर्स वोल्टेज ड्रेन से सोर्स तक करंट का प्रवाह अधिक बढ़ाता है, तब तक ड्रेन से सोर्स तक करंट का प्रवाह रुकने तक कम हो जाएगा।

के बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें एक स्विच के रूप में MOSFET

कमी मोड MOSFET प्रतीक

p-चैनल और n-चैनल के लिए रिक्तीकरण मोड MOSFET प्रतीक नीचे दिखाए गए हैं। इन MOSFETs में, तीर चिह्न MOSFET के प्रकार जैसे P-टाइप या N-टाइप का प्रतिनिधित्व करते हैं। यदि तीर का चिन्ह अंदर की दिशा में है तो वह n-चैनल है और यदि तीर का चिन्ह बाहर है, तो वह p-चैनल है।

डिप्लेशन मोड MOSFET कैसे काम करता है?

कमी MOSFET डिफ़ॉल्ट रूप से सक्रिय है। यहां, स्रोत और नाली टर्मिनल भौतिक रूप से जुड़े हुए हैं। MOSFET की कार्यप्रणाली को समझने के लिए, आइए Depletion MOSFET के प्रकारों को समझते हैं।

कमी मोड के प्रकार MOSFET

कमी मोड MOSFET संरचना प्रकार के आधार पर भिन्न होता है। MOSFETs दो प्रकार के होते हैं p-चैनल रिक्तीकरण मोड और n-चैनल रिक्तीकरण मोड। तो, प्रत्येक प्रकार की कमी मोड MOSFET संरचना और इसके कामकाज पर नीचे चर्चा की गई है।

एन-चैनल डिप्लेशन MOSFET

एन-चैनल डिप्लेशन MOSFET की संरचना नीचे दिखाई गई है। इस प्रकार की कमी में MOSFET, स्रोत और नाली एन-टाइप सेमीकंडक्टर की एक छोटी सी पट्टी से जुड़े होते हैं। इस MOSFET में प्रयुक्त सब्सट्रेट एक P-प्रकार का अर्धचालक है और इस प्रकार के MOSFET में इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक आवेश वाहक होते हैं। यहां, स्रोत और नाली को भारी मात्रा में डोप किया गया है।

एन-चैनल डिप्लेशन मोड एमओएसएफईटी निर्माण एन्हांसमेंट मोड एन चैनल एमओएसएफईटी की तुलना में समान है, सिवाय इसके कि इसके काम अलग हैं। स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच का अंतर एन-प्रकार की अशुद्धियों से बना है।

जब हम स्रोत और नाली जैसे दोनों टर्मिनलों के बीच एक संभावित अंतर लागू करते हैं, तो सब्सट्रेट के पूरे एन-क्षेत्र में करंट प्रवाहित होता है। जब इस MOSFET के गेट टर्मिनल पर एक ऋणात्मक वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों जैसे आवेश वाहकों को ढांकता हुआ परत के नीचे n-क्षेत्र के भीतर विकर्षित और नीचे ले जाया जाएगा। तो चैनल के भीतर चार्ज कैरियर की कमी होगी।

इस प्रकार, समग्र चैनल चालकता कम हो जाती है। इस स्थिति में, गेट टर्मिनल पर एक ही वोल्टेज लागू करने के बाद, ड्रेन करंट कम हो जाएगा। एक बार ऋणात्मक वोल्टेज को और बढ़ा दिया जाता है तो यह तक पहुँच जाता है चुटकी बंद मोड .

यहां ही ड्रेन करंट चैनल के भीतर आवेश वाहकों की कमी को बदलकर नियंत्रित किया जाता है, इसे कहा जाता है कमी MOSFET . यहां, ड्रेन टर्मिनल एक +ve क्षमता में है, गेट टर्मिनल एक -ve क्षमता में है और स्रोत '0' क्षमता पर है। इस प्रकार स्रोत से गेट की तुलना में ड्रेन से गेट के बीच वोल्टेज भिन्नता अधिक है, इसलिए स्रोत टर्मिनल की तुलना में ड्रेन के लिए कमी परत की चौड़ाई अधिक है।

पी-चैनल डिप्लेशन MOSFET

पी चैनल डिप्लेशन एमओएसएफईटी में, पी-टाइप सेमीकंडक्टर की एक छोटी सी पट्टी स्रोत और नाली को जोड़ती है। स्रोत और ड्रेन पी-टाइप सेमीकंडक्टर के हैं और सब्सट्रेट एन-टाइप सेमीकंडक्टर का है। अधिकांश आवेश वाहक छिद्र होते हैं।

p चैनल रिक्तीकरण MOSFET निर्माण n चैनल रिक्तीकरण मोड MOSFET के बिल्कुल विपरीत है। इस MOSFET में एक चैनल शामिल है जो के बीच बना है स्रोत और नाली क्षेत्र जो भारी मात्रा में डोप किया गया है पी-प्रकार की अशुद्धियाँ। तो, इस एमओएसएफईटी में, एन-टाइप सब्सट्रेट का उपयोग किया जाता है और चैनल पी-टाइप है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

एक बार जब हम एमओएसएफईटी के गेट टर्मिनल पर एक + वी वोल्टेज लागू करते हैं, तो पी-टाइप क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों जैसे अल्पसंख्यक चार्ज वाहक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्रिया के कारण आकर्षित होंगे और निश्चित नकारात्मक अशुद्धता आयनों का निर्माण करेंगे। तो चैनल के भीतर एक कमी क्षेत्र बनेगा और फलस्वरूप, चैनल की चालकता कम हो जाती है। इस प्रकार गेट टर्मिनल पर +ve वोल्टेज लगाकर ड्रेन करंट को नियंत्रित किया जाता है।

एक बार जब हम एमओएसएफईटी के गेट टर्मिनल पर एक + वी वोल्टेज लागू करते हैं, तो पी-टाइप क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों जैसे अल्पसंख्यक चार्ज वाहक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्रिया के कारण आकर्षित होंगे और निश्चित नकारात्मक अशुद्धता आयनों का निर्माण करेंगे। तो चैनल के भीतर एक कमी क्षेत्र बनेगा और फलस्वरूप, चैनल की चालकता कम हो जाती है। इस प्रकार गेट टर्मिनल पर +ve वोल्टेज लगाकर ड्रेन करंट को नियंत्रित किया जाता है।

इस प्रकार के रिक्तीकरण प्रकार MOSFET को सक्रिय करने के लिए, गेट वोल्टेज 0V होना चाहिए और ड्रेन करंट मान बड़ा होना चाहिए ताकि ट्रांजिस्टर सक्रिय क्षेत्र में हो। तो, इस MOSFET को फिर से चालू करने के लिए, स्रोत टर्मिनल पर +ve वोल्टेज दिया जाता है। तो पर्याप्त सकारात्मक वोल्टेज और बेस टर्मिनल पर कोई वोल्टेज लागू नहीं होने के कारण, यह MOSFET अधिकतम संचालन में होगा और इसमें एक उच्च धारा होगी।

पी-चैनल रिक्तीकरण एमओएसएफईटी को निष्क्रिय करने के लिए, दो तरीके हैं जिनसे आप पूर्वाग्रह सकारात्मक वोल्टेज को काट सकते हैं, जो नाली को शक्ति देता है अन्यथा आप गेट टर्मिनल पर एक वोल्टेज लागू कर सकते हैं। एक बार गेट टर्मिनल को a-ve वोल्टेज प्रदान करने के बाद, करंट कम हो जाएगा। जैसे ही गेट वोल्टेज अधिक नकारात्मक हो जाता है, कटऑफ तक करंट कम हो जाता है, तब MOSFET 'ऑफ' स्थिति में होगा। तो, यह करंट को निकालने के लिए एक बड़े स्रोत को रोकता है।

तो, इस MOSFET के गेट टर्मिनल को एक बार फिर से वोल्टेज प्रदान किया जाता है, तो यह MOSFET कम प्रवाहित होगा और स्रोत-ड्रेन टर्मिनल में कम करंट होगा। एक बार जब गेट वोल्टेज एक निश्चित वोल्टेज थ्रेशोल्ड प्राप्त कर लेता है, तो यह ट्रांजिस्टर को बंद कर देता है। तो, -ve वोल्टेज ट्रांजिस्टर को बंद कर देता है।

विशेषताएं

नाली MOSFET विशेषताओं नीचे चर्चा की गई है।

एन चैनल डिप्लेशन एमओएसएफईटी की नाली के लक्षण

n चैनल रिक्तीकरण MOSFET की नाली विशेषताओं को नीचे दिखाया गया है। इन विशेषताओं को वीडीएस और आईडीएसएस के बीच प्लॉट किया गया है। जब हम वीडीएस वैल्यू बढ़ाते रहेंगे तो आईडी बढ़ेगी। एक निश्चित वोल्टेज के बाद, ड्रेन करंट आईडी स्थिर हो जाएगी। Vgs = 0 के लिए संतृप्ति वर्तमान मान को IDSS कहा जाता है।

जब भी लगाया गया वोल्टेज ऋणात्मक होता है, और तब गेट टर्मिनल पर यह वोल्टेज आवेश वाहकों जैसे इलेक्ट्रॉनों को सब्सट्रेट पर धकेल देगा। और इस p-प्रकार के सब्सट्रेट के भीतर के छेद भी इन इलेक्ट्रॉनों द्वारा आकर्षित होंगे। तो इस वोल्टेज के कारण, चैनल के भीतर के इलेक्ट्रॉनों को छिद्रों के साथ पुनः संयोजित किया जाएगा। पुनर्संयोजन की दर लागू ऋणात्मक वोल्टेज पर निर्भर करेगी।

एक बार जब हम इस नकारात्मक वोल्टेज को बढ़ाते हैं, तो पुनर्संयोजन दर भी बढ़ जाएगी जिससे संख्या घट जाएगी। इस चैनल के भीतर उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों की और वर्तमान प्रवाह को प्रभावी ढंग से कम कर देगा।

जब हम उपरोक्त विशेषताओं का निरीक्षण करते हैं, तो यह देखा जाता है कि जब वीजीएस मान अधिक ऋणात्मक हो जाएगा तो ड्रेन करंट कम हो जाएगा। एक निश्चित वोल्टेज पर, यह नकारात्मक वोल्टेज शून्य हो जाएगा। इस वोल्टेज को पिंच-ऑफ वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

यह MOSFET भी सकारात्मक वोल्टेज के लिए काम करता है, इसलिए जब हम गेट टर्मिनल पर सकारात्मक वोल्टेज लागू करते हैं तो इलेक्ट्रॉन एन-चैनल की ओर आकर्षित होंगे। तो नहीं। इस चैनल के भीतर इलेक्ट्रॉनों की वृद्धि होगी। तो इस चैनल के भीतर करंट फ्लो बढ़ेगा। तो सकारात्मक Vgs मान के लिए, ID, IDSS से भी अधिक होगी।

एन चैनल रिक्तीकरण MOSFET के स्थानांतरण लक्षण

N चैनल रिक्तीकरण MOSFET की स्थानांतरण विशेषताओं को नीचे दिखाया गया है जो JFET के समान है। ये विशेषताएँ निश्चित VDS मान के लिए ID और VGS के बीच मुख्य संबंध को परिभाषित करती हैं। सकारात्मक वीजीएस मूल्यों के लिए, हम आईडी मूल्य भी प्राप्त कर सकते हैं।

तो उसके कारण, विशेषताओं में वक्र दायीं ओर विस्तारित होगा। जब भी वीजीएस मान सकारात्मक होता है, नहीं। चैनल के भीतर इलेक्ट्रॉनों की वृद्धि होगी। जब वीजीएस सकारात्मक होता है तो यह क्षेत्र वृद्धि क्षेत्र होता है। इसी तरह, जब वीजीएस ऋणात्मक होता है तो इस क्षेत्र को अवक्षय क्षेत्र के रूप में जाना जाता है।

आईडी और वीजीएस के बीच मुख्य संबंध आईडी = आईडीएसएस (1-वीजीएस/वीपी)^2 के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है। इस व्यंजक का उपयोग करके, हम Vgs के लिए ID मान ज्ञात कर सकते हैं।

पी चैनल की कमी MOSFET . की नाली विशेषताएँ

पी चैनल रिक्तीकरण एमओएसएफईटी की नाली विशेषताओं को नीचे दिखाया गया है। यहां, वीडीएस वोल्टेज नकारात्मक है और वीजीएस वोल्टेज सकारात्मक है। एक बार जब हम वीजीएस बढ़ाते रहेंगे तो आईडी (नाली की धारा) कम हो जाएगी। पिंच-ऑफ वोल्टेज पर, यह आईडी (ड्रेन करंट) शून्य हो जाएगा। एक बार वीजीएस नेगेटिव हो जाने पर आईडी वैल्यू आईडीएसएस से भी ज्यादा हो जाएगी।

पी चैनल डिप्लेशन एमओएसएफईटी के स्थानांतरण लक्षण

P चैनल रिक्तीकरण MOSFET की स्थानांतरण विशेषताओं को नीचे दिखाया गया है जो n चैनल रिक्तीकरण MOSFET स्थानांतरण विशेषताओं की एक दर्पण छवि है। यहां हम देख सकते हैं कि कट-ऑफ पॉइंट से आईडीएसएस तक पॉजिटिव वीजीएस क्षेत्र में ड्रेन करंट बढ़ता है, और फिर नेगेटिव वीजीएस वैल्यू बढ़ने पर यह बढ़ता रहता है।

अनुप्रयोग

कमी MOSFET अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं।

• यह कमी MOSFET का उपयोग निरंतर चालू स्रोत और रैखिक नियामक सर्किट में a . के रूप में किया जा सकता है ट्रांजिस्टर पास करें .
• स्टार्ट-अप सहायक बिजली आपूर्ति सर्किट में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
• आम तौर पर, ये MOSFETs तब चालू होते हैं जब कोई वोल्टेज नहीं लगाया जाता है, जिसका अर्थ है कि वे सामान्य परिस्थितियों में करंट का संचालन कर सकते हैं। इस प्रकार इसका उपयोग डिजिटल लॉजिक सर्किट में लोड रेसिस्टर के रूप में किया जाता है।
• इनका उपयोग PWM IC के भीतर फ्लाईबैक सर्किट के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग टेलीकॉम स्विच, सॉलिड स्टेट रिले और कई अन्य में किया जाता है।
• इस MOSFET का उपयोग वोल्टेज स्वीपिंग सर्किट, करंट मॉनिटर सर्किट, एलईडी एरे ड्राइवर सर्किट आदि में किया जाता है।

इस प्रकार, यह एक कमी मोड का एक सिंहावलोकन है MOSFET - काम कर रहा अनुप्रयोगों के साथ। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, MOSFET एन्हांसमेंट मोड क्या है?