समस्याओं को खत्म करने के लिए हमारे साधन का प्रयास करें

ऑपरेटिंग सिस्टम का चयन करें प्रक्षेपण का एक कार्यक्रम चुनें (वैकल्पिक रूप से)

अपनी समस्या का वर्णन करें

MOSFET (मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर) ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग व्यापक रूप से स्विचिंग उद्देश्यों और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल के प्रवर्धन के लिए किया जाता है। MOSFET या तो एक कोर या इंटीग्रेटेड सर्किट होता है, जहां इसे सिंगल चिप में डिज़ाइन और फैब्रिकेट किया जाता है, क्योंकि यह डिवाइस बहुत छोटे आकार में उपलब्ध है। MOSFET डिवाइस की शुरूआत से डोमेन में बदलाव आया है इलेक्ट्रॉनिक्स में स्विच करना । आइए हम इस अवधारणा की विस्तृत व्याख्या करते हैं।

MOSFET क्या है?

MOSFET एक चार-टर्मिनल डिवाइस है जिसमें स्रोत (S), गेट (G), ड्रेन (D) और बॉडी (B) टर्मिनल हैं। सामान्य तौर पर, MOSFET का शरीर स्रोत टर्मिनल के संबंध में होता है, इस प्रकार तीन-टर्मिनल डिवाइस जैसे कि फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर का निर्माण होता है। MOSFET आमतौर पर एक ट्रांजिस्टर के रूप में माना जाता है और एनालॉग और डिजिटल सर्किट दोनों में नियोजित होता है। यह मूल है MOSFET से परिचय । और इस उपकरण की सामान्य संरचना इस प्रकार है:

MOSFET

ऊपर में से MOSFET संरचना MOSFET की कार्यक्षमता वाहकों (या तो छेद या इलेक्ट्रॉनों) के प्रवाह के साथ चैनल की चौड़ाई में हो रही विद्युत विविधताओं पर निर्भर करती है। चार्ज वाहक स्रोत टर्मिनल के माध्यम से चैनल में प्रवेश करते हैं और नाली के माध्यम से बाहर निकलते हैं।

चैनल की चौड़ाई एक इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होती है जिसे गेट कहा जाता है और यह स्रोत और नाली के बीच स्थित है। यह धातु ऑक्साइड की एक बहुत पतली परत के पास चैनल से अछूता है। डिवाइस में मौजूद MOS क्षमता महत्वपूर्ण खंड है जहां संपूर्ण ऑपरेशन इस पार होता है।

टर्मिनलों के साथ MOSFET

एक MOSFET दो तरीकों से कार्य कर सकता है

डिप्लेशन मोड
एन्हांसमेंट मोड

डिप्लेशन मोड

जब गेट टर्मिनल के पार कोई वोल्टेज नहीं होता है, तो चैनल अपनी अधिकतम चालकता दिखाता है। जबकि जब गेट टर्मिनल के पार वोल्टेज या तो सकारात्मक या नकारात्मक होता है, तो चैनल चालकता कम हो जाती है।

उदाहरण के लिए

एन्हांसमेंट मोड

जब गेट टर्मिनल के पार कोई वोल्टेज नहीं होता है, तो डिवाइस आचरण नहीं करता है। जब गेट टर्मिनल के पार अधिकतम वोल्टेज होता है, तो डिवाइस बढ़ी हुई चालकता दिखाता है।

एन्हांसमेंट मोड

MOSFET का कार्य सिद्धांत

MOSFET डिवाइस का मुख्य सिद्धांत स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच वोल्टेज और वर्तमान प्रवाह को नियंत्रित करने में सक्षम होना है। यह लगभग स्विच की तरह काम करता है और डिवाइस की कार्यक्षमता MOS कैपेसिटर पर आधारित है। MOS संधारित्र MOSFET का मुख्य भाग है।

नीचे ऑक्साइड परत पर अर्धचालक सतह जो स्रोत और नाली टर्मिनल के बीच स्थित है, को क्रमशः सकारात्मक या नकारात्मक गेट वोल्टेज के आवेदन द्वारा पी-प्रकार से एन-प्रकार में उलटा किया जा सकता है। जब हम सकारात्मक गेट वोल्टेज के लिए एक प्रतिकारक बल लागू करते हैं, तो ऑक्साइड परत के नीचे मौजूद छिद्र सब्सट्रेट के साथ नीचे की ओर धकेल दिए जाते हैं।

कमी क्षेत्र बाध्य नकारात्मक आरोपों से आबादी है जो स्वीकर्ता परमाणुओं से जुड़े हैं। जब इलेक्ट्रॉनों तक पहुंचा जाता है, तो एक चैनल विकसित किया जाता है। सकारात्मक वोल्टेज चैनल में n + स्रोत और नाली क्षेत्रों से इलेक्ट्रॉनों को भी आकर्षित करता है। अब, यदि एक वोल्टेज नाली और स्रोत के बीच में लगाया जाता है, तो स्रोत और नाली के बीच स्वतंत्र रूप से प्रवाह होता है और गेट वोल्टेज चैनल में इलेक्ट्रॉनों को नियंत्रित करता है। सकारात्मक वोल्टेज के बजाय, यदि हम एक नकारात्मक वोल्टेज लागू करते हैं, तो ऑक्साइड परत के नीचे एक छेद चैनल का गठन किया जाएगा।

MOSFET ब्लॉक आरेख

पी-चैनल MOSFET

P- चैनल MOSFET का स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच में स्थित P- चैनल क्षेत्र है। यह एक चार-टर्मिनल डिवाइस है जिसमें टर्मिनलों को गेट, ड्रेन, सोर्स और बॉडी के रूप में रखा गया है। नाली और स्रोत भारी d + p + क्षेत्र हैं और शरीर या सब्सट्रेट n- प्रकार का है। करंट का प्रवाह धनात्मक आवेशित छिद्रों की दिशा में होता है।

जब हम गेट टर्मिनल पर प्रतिकारक बल के साथ नकारात्मक वोल्टेज लागू करते हैं, तो ऑक्साइड परत के नीचे मौजूद इलेक्ट्रॉनों को सब्सट्रेट में नीचे की ओर धकेल दिया जाता है। ह्रास क्षेत्र बाध्य सकारात्मक आरोपों से जुड़ा होता है जो दाता परमाणुओं से जुड़े होते हैं। नकारात्मक गेट वोल्टेज पी + स्रोत और नाली क्षेत्र से छेद को चैनल क्षेत्र में भी आकर्षित करता है।

पेलेटेशन मोड पी चैनल

पी चैनल एन्हांस्ड मोड

एन- चैनल MOSFET

एन-चैनल एमओएसएफईटी का एक एन-चैनल क्षेत्र है जो स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच स्थित है। यह एक चार-टर्मिनल डिवाइस है जिसमें टर्मिनलों को गेट, ड्रेन, सोर्स, बॉडी के रूप में रखा गया है। इस प्रकार के फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर में, ड्रेन और सोर्स को डॉप्ड एन + रीजन में रखा जाता है और सब्सट्रेट या बॉडी पी-टाइप के होते हैं।

इस प्रकार के MOSFET में वर्तमान प्रवाह नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है। जब हम गेट टर्मिनल पर प्रतिकारक बल के साथ सकारात्मक वोल्टेज लागू करते हैं तो ऑक्साइड परत के नीचे मौजूद छिद्र सब्सट्रेट में नीचे की ओर धकेल दिए जाते हैं। कमी क्षेत्र बाध्य नकारात्मक आरोपों से आबादी है जो स्वीकर्ता परमाणुओं से जुड़े हैं।

इलेक्ट्रॉनों की पहुंच पर, चैनल बनता है। सकारात्मक वोल्टेज चैनल में n + स्रोत और नाली क्षेत्रों से इलेक्ट्रॉनों को भी आकर्षित करता है। अब, यदि नाली और स्रोत के बीच एक वोल्टेज लगाया जाता है, तो स्रोत और नाली के बीच स्वतंत्र रूप से प्रवाह होता है और गेट वोल्टेज चैनल में इलेक्ट्रॉनों को नियंत्रित करता है। सकारात्मक वोल्टेज के बजाय यदि हम नकारात्मक वोल्टेज लागू करते हैं तो ऑक्साइड परत के नीचे एक छेद चैनल का गठन किया जाएगा।

“टेस्ला कॉइल का उपयोग किस लिए किया जाता था ”

एनहांसमेंट मोड एन चैनल

संचालन का क्षेत्र

सबसे सामान्य परिदृश्य में, इस उपकरण का संचालन मुख्य रूप से तीन क्षेत्रों में होता है और जो निम्नानुसार हैं:

कट-ऑफ क्षेत्र - यह वह क्षेत्र है जहां डिवाइस ऑफ स्थिति में होगा और इसके माध्यम से वर्तमान प्रवाह की शून्य मात्रा होती है। यहां, डिवाइस एक बुनियादी स्विच के रूप में कार्य करता है और इसे तब नियोजित किया जाता है जब वे विद्युत स्विच के रूप में काम करना आवश्यक होते हैं।
संतृप्ति क्षेत्र - इस क्षेत्र में, उपकरणों के पास नाले से लेकर स्रोत तक के वोल्टेज में वृद्धि पर विचार किए बिना, उनके ड्रेन से सोर्स करंट वैल्यू तक स्थिर रहेगा। यह केवल एक बार होता है, जब नाली से स्रोत टर्मिनल तक वोल्टेज चुटकी बंद वोल्टेज मान से अधिक बढ़ जाता है। इस परिदृश्य में, डिवाइस एक बंद स्विच के रूप में कार्य करता है जहां नाली से लेकर स्रोत टर्मिनलों तक वर्तमान का संतृप्त स्तर बहता है। इसके कारण, संतृप्ति क्षेत्र का चयन तब किया जाता है जब उपकरणों को स्विचिंग प्रदर्शन करना चाहिए।
रैखिक / ओमिक क्षेत्र - यह वह क्षेत्र है जहां नाले से लेकर स्रोत टर्मिनल तक का प्रवाह नाले से लेकर स्रोत पथ तक वोल्टेज में वृद्धि के साथ बढ़ता है। जब MOSFET डिवाइस इस रैखिक क्षेत्र में कार्य करते हैं, तो वे एम्पलीफायर कार्यक्षमता करते हैं।

आइए अब MOSFET की स्विचिंग विशेषताओं पर विचार करें

एक अर्धचालक भी जैसे MOSFET या द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर मूल रूप से दो परिदृश्यों में स्विच के रूप में कार्य किया जाता है एक पर राज्य है और दूसरा बंद राज्य है। इस कार्यक्षमता पर विचार करने के लिए, आइए MOSFET डिवाइस की आदर्श और व्यावहारिक विशेषताओं पर एक नज़र डालें।

आदर्श स्विच विशेषताओं

जब एक MOSFET को एक आदर्श स्विच के रूप में कार्य करना चाहिए, तो इसे नीचे के गुणों और उन लोगों को रखना चाहिए

चालू हालत में, वर्तमान सीमा है कि यह वहन करती है
OFF स्थिति में, वोल्टेज के स्तर को अवरुद्ध करने से किसी भी प्रकार की सीमाएं नहीं होनी चाहिए
जब डिवाइस चालू स्थिति में होता है, तो वोल्टेज ड्रॉप मान शून्य होना चाहिए
ऑफ स्टेट में प्रतिरोध अनंत होना चाहिए
ऑपरेशन की गति पर कोई प्रतिबंध नहीं होना चाहिए

व्यावहारिक स्विच लक्षण

जैसा कि दुनिया सिर्फ आदर्श अनुप्रयोगों के लिए नहीं अटकती है, MOSFET का कामकाज व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए भी लागू होता है। व्यावहारिक परिदृश्य में, डिवाइस को नीचे के गुणों को रखना चाहिए

चालू हालत में, बिजली प्रबंधन क्षमताओं को सीमित किया जाना चाहिए जिसका अर्थ है कि प्रवाहकत्त्व प्रवाह को प्रतिबंधित करना होगा।
ऑफ स्थिति में, वोल्टेज के स्तर को अवरुद्ध करना सीमित नहीं होना चाहिए
बारी-बारी से चालू और बंद करना डिवाइस की सीमित गति को सीमित करता है और यहां तक कि कार्यात्मक आवृत्ति को भी सीमित करता है
MOSFET डिवाइस की चालू स्थिति में, कम से कम प्रतिरोध मान होंगे, जहां यह आगे के पूर्वाग्रह में वोल्टेज ड्रॉप करता है। इसके अलावा, परिमित ऑफ स्टेट प्रतिरोध मौजूद है जो रिवर्स लीकेज करंट को बचाता है
जब डिवाइस व्यावहारिक विशेषताओं में प्रदर्शन कर रहा है, तो यह चालू और बंद स्थितियों पर शक्ति खो देता है। संक्रमण राज्यों में भी ऐसा होता है।

एक स्विच के रूप में MOSFET का उदाहरण

नीचे सर्किट व्यवस्था में, एक बढ़ाया मोड और एन-चैनल MOSFET का उपयोग चालू और बंद के साथ एक नमूना दीपक को स्विच करने के लिए किया जा रहा है। गेट टर्मिनल पर पॉजिटिव वोल्टेज ट्रांजिस्टर के बेस पर लगाया जाता है और लैंप ON कंडीशन और यहां V पर जाता है_{जी एस}= + v या शून्य वोल्टेज स्तर पर, डिवाइस बंद स्थिति में बदल जाता है जहां वी_{जी एस}= 0।

“सबवूफर के लिए लो पास फिल्टर कैसे बनाएं ”

MOSFET स्विच के रूप में

यदि दीपक के प्रतिरोधक लोड को एक आगमनात्मक लोड द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना था और रिले या डायोड से जुड़ा हुआ था जो लोड से सुरक्षित है। उपरोक्त सर्किट में, यह एक प्रतिरोधक भार को स्विच करने के लिए एक बहुत ही सरल सर्किट है जैसे कि दीपक या एलईडी। लेकिन जब MOSFET का उपयोग स्विच के रूप में या तो आगमनात्मक लोड या कैपेसिटिव लोड के साथ किया जाता है, तो MOSFET डिवाइस के लिए सुरक्षा आवश्यक है।

यदि मामले में जब MOSFET संरक्षित नहीं है, तो यह डिवाइस को नुकसान पहुंचा सकता है। MOSFET को एनालॉग स्विचिंग डिवाइस के रूप में संचालित करने के लिए, इसे अपने कटऑफ क्षेत्र के बीच स्विच करना होगा जहां वी_{जी एस}= 0 और संतृप्ति क्षेत्र जहां वी_{जी एस}= + वी।

विडियो का विवरण

MOSFET एक ट्रांजिस्टर के रूप में भी कार्य कर सकता है और इसे मेटल ऑक्साइड सिलिकॉन फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर के रूप में संक्षिप्त किया गया है। यहां, नाम ने ही संकेत दिया कि डिवाइस को ट्रांजिस्टर के रूप में संचालित किया जा सकता है। इसमें पी-चैनल और एन-चैनल होगा। डिवाइस चार स्रोत, गेट और नाली टर्मिनलों का उपयोग करके इस तरह से जुड़ा हुआ है और 24Ω का एक प्रतिरोधक भार एक एमीटर के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, और एक वोल्टेज मीटर MOSFET भर में जुड़ा हुआ है।

ट्रांजिस्टर में, गेट में वर्तमान प्रवाह एक सकारात्मक दिशा में है और स्रोत टर्मिनल जमीन से जुड़ा हुआ है। जबकि द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर उपकरणों में, वर्तमान प्रवाह बेस-टू-एमिटर पथ पर होता है। लेकिन इस उपकरण में, कोई वर्तमान प्रवाह नहीं है क्योंकि गेट की शुरुआत में एक संधारित्र है, इसे केवल वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

यह अनुकार प्रक्रिया के साथ आगे बढ़ कर और ON / OFF पर स्विच करके हो सकता है। जब स्विच ऑन होता है तो सर्किट में कोई करंट प्रवाह नहीं होता है, जब 24 0. और 0.29 एमीटर वोल्टेज के प्रतिरोध जुड़े होते हैं, तो हम स्रोत के पार नगण्य वोल्टेज ड्रॉप पाते हैं क्योंकि इस डिवाइस में + 0.21 वी है।

नाली और स्रोत के बीच प्रतिरोध को आरडीएस कहा जाता है। इस आरडीएस के कारण, वोल्टेज ड्रॉप तब दिखाई देता है जब सर्किट में वर्तमान प्रवाह होता है। RDS डिवाइस के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है (यह वोल्टेज के प्रकार के आधार पर 0.001, 0.005 और 0.05 के बीच भिन्न हो सकता है।

सीखने के लिए कुछ अवधारणाएँ निम्न हैं:

1)। MOSFET को स्विच के रूप में कैसे चुनें ?

MOSFET को एक स्विच के रूप में चुनते समय कुछ स्थितियाँ देखी जा सकती हैं और वे निम्न हैं:

ध्रुवता का उपयोग पी या एन चैनल या तो
ऑपरेटिंग वोल्टेज और वर्तमान मूल्यों की अधिकतम रेटिंग
बढ़ी हुई आरडी ऑन जिसका मतलब है कि चैनल पूरी तरह से खुला होने पर ड्रेन से सोर्स टर्मिनल पर प्रतिरोध
बढ़ी हुई परिचालन आवृत्ति
पैकिंग किस्म To-220 और DPAck और कई अन्य लोगों की है।

२)। MOSFET स्विच क्षमता क्या है?

एक स्विचिंग डिवाइस के रूप में MOSFET के संचालन के समय मुख्य प्रतिबंध, बढ़ाया गया नाली चालू मूल्य है जो डिवाइस सक्षम हो सकता है। इसका मतलब यह है कि आरडीएस ऑन ऑन स्थिति महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो MOSFET की स्विचिंग क्षमता का निर्णय करता है। इसे नाली-स्रोत वोल्टेज के अनुपात के रूप में नाली के प्रवाह के रूप में दर्शाया जाता है। इसकी गणना केवल ट्रांजिस्टर की चालू स्थिति में की जाती है।

३)। बूस्ट कन्वर्टर में MOSFET स्विच का उपयोग क्यों किया जाता है?

सामान्य तौर पर, एक बढ़ावा कनवर्टर को डिवाइस के संचालन के लिए एक स्विचिंग ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है। इसलिए, स्विचिंग के रूप में ट्रांजिस्टर MOSFETs का उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों का उपयोग वर्तमान मूल्य और वोल्टेज मूल्यों को जानने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, स्विचिंग गति और लागत को देखते हुए, ये बड़े पैमाने पर कार्यरत हैं।

उसी तरह, MOSFET को भी कई तरीकों से इस्तेमाल किया जा सकता है। और वे हैं

MOSFET एलईडी के लिए एक स्विच के रूप में
remove_circle_outline
Arduino के लिए एक स्विच के रूप में MOSFET
एसी लोड के लिए MOSFET स्विच
डीसी मोटर के लिए MOSFET स्विच
नकारात्मक वोल्टेज के लिए MOSFET स्विच
Arduino के साथ एक स्विच के रूप में MOSFET
MOSFET एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ एक स्विच के रूप में
MOSFET हिस्टैरिसीस के साथ स्विच
MOSFET स्विच डायोड और सक्रिय अवरोधक के रूप में
MOSFET एक स्विच समीकरण के रूप में
एयरसॉफ्ट के लिए MOSFET स्विच
MOSFET स्विच गेट रोकनेवाला के रूप में
MOSFET एक स्विचिंग सोलनॉइड के रूप में
एक ऑप्टोकॉप्टर का उपयोग करके MOSFET स्विच
MOSFET हिस्टैरिसीस के साथ स्विच

एक स्विच के रूप में MOSFET का अनुप्रयोग

इस उपकरण का सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण यह है कि इसका उपयोग स्ट्रीट लाइट में स्वचालित चमक नियंत्रण के रूप में किया जाता है। इन दिनों, कई रोशनी जो हम राजमार्गों पर देखते हैं उनमें उच्च तीव्रता वाले निर्वहन लैंप शामिल हैं। लेकिन HID लैंप के उपयोग से ऊर्जा के स्तर में वृद्धि होती है।

चमक को आवश्यकता के आधार पर सीमित नहीं किया जा सकता है और इस वजह से वैकल्पिक प्रकाश व्यवस्था के लिए एक स्विच होना चाहिए और यह एलईडी है। एलईडी प्रणाली के उपयोग से उच्च-तीव्रता वाले लैंप के नुकसान को दूर किया जाएगा। इसके निर्माण के पीछे मुख्य अवधारणा एक माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करके सीधे राजमार्गों पर रोशनी को नियंत्रित करना था।

स्विच के रूप में आवेदन

यह केवल घड़ी की दालों को संशोधित करके प्राप्त किया जा सकता है। आवश्यकता के आधार पर, इस उपकरण का उपयोग लैंप स्विच करने के लिए किया जाता है। इसमें एक रास्पबेरी पाई बोर्ड होता है जहां इसे प्रबंधन के लिए एक प्रोसेसर के साथ शामिल किया जाता है। यहां, एलईडी को HID के स्थान पर प्रतिस्थापित किया जा सकता है और इनका प्रोसेसर के साथ MOSFET के माध्यम से संबंध है। माइक्रोकंट्रोलर इसी ड्यूटी साइकल को डिलीवर करता है और फिर उच्च स्तर की तीव्रता प्रदान करने के लिए MOSFET पर स्विच करता है।

लाभ

कुछ फायदे हैं:

यह न्यूनतम वोल्टेज स्तरों पर कार्य करते हुए भी बढ़ी हुई दक्षता उत्पन्न करता है
गेट करंट की कोई मौजूदगी नहीं है, यह अधिक इनपुट प्रतिबाधा बनाता है जो आगे डिवाइस के लिए बढ़ी हुई स्विचिंग गति प्रदान करता है
ये डिवाइस न्यूनतम बिजली के स्तर पर कार्य कर सकते हैं और न्यूनतम वर्तमान का उपयोग करते हैं

नुकसान

नुकसान में से कुछ हैं:

जब इन उपकरणों को ओवरलोड वोल्टेज के स्तर पर कार्य किया जाता है, तो यह डिवाइस की अस्थिरता पैदा करता है
जैसे कि उपकरणों में एक पतली ऑक्साइड परत होती है, यह इलेक्ट्रोस्टैटिक शुल्क द्वारा उत्तेजित होने पर डिवाइस को नुकसान पहुंचा सकता है

अनुप्रयोग

MOSFET के अनुप्रयोग हैं

MOSFET से बने एम्पलीफायरों को व्यापक आवृत्ति अनुप्रयोगों में अत्यंत नियोजित किया जाता है
डीसी मोटर्स के लिए विनियमन इन उपकरणों द्वारा प्रदान किया जाता है
चूँकि ये स्विचिंग गति बढ़ा चुके हैं, यह हेलिकॉप्टर एम्पलीफायरों के निर्माण के लिए एकदम सही है
विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक तत्वों के लिए एक निष्क्रिय घटक के रूप में कार्य।

अंत में, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि ट्रांजिस्टर को वर्तमान की आवश्यकता होती है जबकि MOSFET को वोल्टेज की आवश्यकता होती है। BJT की तुलना में MOSFET के लिए ड्राइविंग आवश्यकता बहुत बेहतर है। और भी जानते हैं कैसे मैं एक स्विच करने के लिए एक Mosfet तार करते हैं?

फ़ोटो क्रेडिट