மோஸ்ஃபெட் என்றால் என்ன: அதன் கட்டுமானம், வகைகள் மற்றும் வேலை

MOSFET என்பது அடிப்படையில் ஒரு டிரான்சிஸ்டர் ஆகும், இது புல விளைவைப் பயன்படுத்துகிறது. MOSFET என்பது மெட்டல் ஆக்சைடு புலம் விளைவு டிரான்சிஸ்டரைக் குறிக்கிறது, இது ஒரு வாயிலைக் கொண்டுள்ளது. கேட் மின்னழுத்தம் சாதனத்தின் கடத்துத்திறனை தீர்மானிக்கிறது. இந்த கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து நாம் கடத்துத்திறனை மாற்றலாம், எனவே இதை ஒரு சுவிட்சாகவோ அல்லது டிரான்சிஸ்டரை ஒரு சுவிட்சாகவோ அல்லது பெருக்கியாகவோ பயன்படுத்துவதைப் போல ஒரு பெருக்கியாகப் பயன்படுத்தலாம்.

இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டர் அல்லது பிஜேடி அடிப்படை, உமிழ்ப்பான் மற்றும் சேகரிப்பாளரைக் கொண்டுள்ளது, அதேசமயம் ஒரு மோஸ்ஃபெட் வாயில், வடிகால் மற்றும் மூல இணைப்புகளைக் கொண்டுள்ளது. முள் உள்ளமைவைத் தவிர, பிஜேடிக்கு செயல்பாட்டுக்கு மின்னோட்டமும், மோஸ்ஃபெட்டுக்கு மின்னழுத்தமும் தேவை.

MOSFET மிக உயர்ந்த உள்ளீட்டு மின்மறுப்பை வழங்குகிறது மற்றும் இது சார்புடையது மிகவும் எளிதானது. எனவே, ஒரு நேரியல் சிறிய பெருக்கியைப் பொறுத்தவரை, MOSFET ஒரு சிறந்த தேர்வாகும். மையப்படுத்தப்பட்ட நிலையான Q புள்ளியாக இருக்கும் செறிவூட்டல் பகுதியில் MOSFET ஐ நாம் சார்புடையபோது நேரியல் பெருக்கம் ஏற்படுகிறது.

கீழேயுள்ள படத்தில், ஒரு அடிப்படை N- சேனல் MOSFET களின் உள் கட்டுமானம் காட்டப்பட்டுள்ளது. MOSFET க்கு வடிகால், கேட் மற்றும் மூல ஆகிய மூன்று இணைப்புகள் உள்ளன. வாயிலுக்கும் சேனலுக்கும் இடையே நேரடி தொடர்பு இல்லை. கேட் எலக்ட்ரோடு மின்சாரம் காப்பிடப்பட்டுள்ளது மற்றும் இந்த காரணத்தால், இது சில நேரங்களில் IGFET அல்லது இன்சுலேட்டட் கேட் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் என குறிப்பிடப்படுகிறது.

பரவலாக பிரபலமான MOSFET IRF530N இன் படம் இங்கே.

MOSFET களின் வகைகள்

இயக்க முறைமைகளின் அடிப்படையில், இரண்டு வெவ்வேறு வகையான MOSFET கள் உள்ளன. இந்த இரண்டு வகைகளும் மேலும் இரண்டு துணை வகைகளைக் கொண்டுள்ளன

1. குறைப்பு வகை MOSFET அல்லது MOSFET ஐ குறைப்பு பயன்முறையுடன்

• N- சேனல் MOSFET அல்லது NMOS
• பி-சேனல் MOSFET அல்லது PMOS

1. விரிவாக்க வகை MOSFET அல்லது விரிவாக்க பயன்முறையுடன் MOSFET

• N- சேனல் MOSFET அல்லது NMOS
• பி-சேனல் MOSFET அல்லது PMOS

குறைப்பு வகை MOSFET

MOSFET இன் குறைப்பு வகை பொதுவாக பூஜ்ஜிய வாயிலிலிருந்து மூல மின்னழுத்தத்தில் இயங்கும். MOSFET என்பது N- சேனல் குறைப்பு-வகை MOSFET ஆக இருந்தால், சில வாசல்கள் மின்னழுத்தம் இருக்கும், இது சாதனத்தை அணைக்க உதவும். எடுத்துக்காட்டாக, -3 வி அல்லது -5 வி வாசல் மின்னழுத்தத்துடன் கூடிய என்-சேனல் குறைப்பு மோஸ்ஃபெட், சாதனத்தை அணைக்க மோஸ்ஃபெட்டின் வாயில் எதிர்மறை -3 வி அல்லது -5 வி இழுக்கப்பட வேண்டும். இந்த நுழைவு மின்னழுத்தம் N சேனலுக்கு எதிர்மறையாகவும், பி சேனலின் விஷயத்தில் நேர்மறையாகவும் இருக்கும். இந்த வகை MOSFET பொதுவாக தர்க்க சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

விரிவாக்க வகை MOSFET

MOSFET களின் விரிவாக்க வகைகளில், சாதனம் பூஜ்ஜிய கேட் மின்னழுத்தத்தில் முடக்கத்தில் உள்ளது. MOSFET ஐ இயக்க, மூல மின்னழுத்தத்திற்கு குறைந்தபட்ச வாயிலை வழங்க வேண்டும் (Vgs Threshold மின்னழுத்தம்). ஆனால், வடிகால் மின்னோட்டம் இந்த கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தத்தை மிகவும் நம்பக்கூடியது, Vgs அதிகரித்தால், வடிகால் மின்னோட்டமும் அதே முறையில் அதிகரிக்கிறது. பெருக்கி சுற்று MOSFET கள் ஒரு பெருக்கி சுற்று கட்டுவதற்கு ஏற்றவை. மேலும், இதேபோல் குறைப்பு MOSFET ஐப் போலவே, இது NMOS மற்றும் PMOS துணை வகைகளையும் கொண்டுள்ளது.

MOSFET இன் சிறப்பியல்புகள் மற்றும் வளைவுகள்

வடிகால் முழுவதும் நிலையான மின்னழுத்தத்தை மூலத்திற்கு வழங்குவதன் மூலம், ஒரு MOSFET இன் IV வளைவை நாம் புரிந்து கொள்ள முடியும். மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, வடிகால் மின்னோட்டம் Vgs, மூல மின்னழுத்தத்திற்கு வாயில் ஆகியவற்றை நம்பியுள்ளது. நாம் Vgs ஐ மாற்றினால் வடிகால் மின்னோட்டமும் மாறுபடும்.

ஒரு MOSFET இன் IV வளைவைப் பார்ப்போம்.

மேலே உள்ள படத்தில், ஒரு N- சேனல் MOSFET இன் IV சாய்வைக் காணலாம், Vgs மின்னழுத்தம் வாசல் மின்னழுத்தத்திற்குக் கீழே இருக்கும்போது வடிகால் மின்னோட்டம் 0 ஆகும், இந்த நேரத்தில் MOSFET கட்-ஆஃப் பயன்முறையில் உள்ளது. அதன்பிறகு கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கத் தொடங்கும் போது, ​​வடிகால் மின்னோட்டமும் அதிகரிக்கிறது.

IRF530 MOSFET இன் IV வளைவின் நடைமுறை உதாரணத்தைப் பார்ப்போம்,

Vgs 4.5V ஆக இருக்கும்போது, ​​IRF530 இன் அதிகபட்ச வடிகால் மின்னோட்டம் 25 டிகிரி C இல் 1A ஆகும் என்பதைக் காட்டும் வளைவு. ஆனால் நாம் Vgs ஐ 5V ஆக அதிகரிக்கும்போது, ​​வடிகால் மின்னோட்டம் கிட்டத்தட்ட 2A ஆகும், இறுதியாக 6V Vgs இல், அது 10A ஐ வழங்க முடியும் வடிகால் மின்னோட்டத்தின்.

MOSFET மற்றும் பொதுவான மூல பெருக்கத்தின் DC சார்பு

சரி, இப்போது ஒரு மோஸ்ஃபெட்டை ஒரு நேரியல் பெருக்கியாகப் பயன்படுத்த வேண்டிய நேரம் இது. MOSFET ஐ எவ்வாறு சார்புடையது மற்றும் சரியான செயல்பாட்டு பிராந்தியத்தில் எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை நாங்கள் தீர்மானித்தால் அது கடினமான வேலை அல்ல.

மூன்று செயல்பாட்டு முறைகளில் MOSFET வேலை செய்கிறது: ஓமிக், செறிவு மற்றும் பிஞ்ச் ஆஃப் பாயிண்ட். செறிவூட்டல் பகுதி லீனியர் பிராந்தியம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இங்கே நாம் MOSFET ஐ செறிவூட்டல் பகுதியில் இயக்குகிறோம், இது சரியான Q- புள்ளியை வழங்குகிறது.

நாங்கள் ஒரு சிறிய சமிக்ஞையை வழங்கினால் (நேரம் மாறுபடும்) மற்றும் டி.சி சார்புகளை கேட் அல்லது உள்ளீட்டில் பயன்படுத்தினால், சரியான சூழ்நிலையில் MOSFET நேரியல் பெருக்கத்தை வழங்குகிறது.

மேலேயுள்ள படத்தில், ஒரு சிறிய சைனூசாய்டல் சமிக்ஞை (வி _{ஜிஎஸ்}) MOSFET வாயிலுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக வடிகட்டப்பட்ட மின்னோட்டத்தின் ஏற்ற இறக்கமானது, பயன்படுத்தப்படும் சைனூசாய்டல் உள்ளீட்டுடன் ஒத்திசைகிறது. சிறிய சமிக்ஞை V _{gs க்கு}, g _m = dI _d / dVgs இன் சாய்வைக் கொண்ட Q புள்ளியிலிருந்து ஒரு நேர் கோட்டை வரையலாம்.

மேலே உள்ள படத்தில் சாய்வைக் காணலாம். இது டிரான்ஸ்கண்டகன்ஸ் சாய்வு. இது பெருக்க காரணிக்கான முக்கியமான அளவுருவாகும். இந்த கட்டத்தில் வடிகால் தற்போதைய வீச்சு

ߡ Id = gm x ߡ Vgs

இப்போது, ​​மேலே கொடுக்கப்பட்ட திட்டவட்டத்தைப் பார்த்தால், வடிகால் மின்தடை R _d ஆனது வடிகால் மின்னோட்டத்தையும் வடிகால் மின்னழுத்தத்தையும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்படுத்தலாம்

Vds = Vdd - I _d x Rd (V = I x R ஆக)

AC வெளியீட்டு சமிக்ஞை ߡ Vds = -ߡ Id x Rd = -g _m x ߡ Vgs x Rd ஆக இருக்கும்

இப்போது சமன்பாடுகளால், ஆதாயம் இருக்கும்

பெருக்கப்பட்ட மின்னழுத்த ஆதாயம் = -g _m x Rd

எனவே, MOSFET பெருக்கியின் ஒட்டுமொத்த ஆதாயம் டிரான்ஸ்கண்டக்டன்ஸ் மற்றும் வடிகால் மின்தடையத்தை மிகவும் நம்பியுள்ளது.

ஒற்றை MOSFET உடன் அடிப்படை பொதுவான மூல பெருக்கி கட்டுமானம்

செய்ய என் சேனல் ஒற்றை மாஸ்பெட் பயன்படுத்தி பெருக்கி எளிய பொதுவான மூலாதாரத்தை உருவாக்க, முக்கியமான விஷயம் டிசி சார்புபடுத்த நிலையில் சாதிப்பதே. நோக்கத்திற்காக, பொதுவான மின்னழுத்த வகுப்பி இரண்டு எளிய மின்தடைகளைப் பயன்படுத்தி கட்டப்பட்டுள்ளது: ஆர் 1 மற்றும் ஆர் 2. வடிகால் மின்தடையம் மற்றும் மூல மின்தடையம் என மேலும் இரண்டு மின்தடையங்கள் தேவைப்படுகின்றன.

மதிப்பைத் தீர்மானிக்க படிப்படியாக கணக்கீடு செய்ய வேண்டும்.

ஒரு MOSFET உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்புடன் வழங்கப்படுகிறது, இதனால் இயக்க நிலையில், கேட் முனையத்தில் தற்போதைய ஓட்டம் இல்லை.

இப்போது, ​​சாதனத்தைப் பார்த்தால், வி.டி.டியுடன் தொடர்புடைய மூன்று மின்தடையங்கள் இருப்பதைக் காண்போம் (சார்பு மின்தடையங்கள் இல்லாமல்). மூன்று மின்தடையங்கள் Rd, MOSFET இன் உள் எதிர்ப்பு மற்றும் ரூ. எனவே, நாங்கள் கிர்ச்சோப்பின் மின்னழுத்த சட்டத்தைப் பயன்படுத்தினால், அந்த மூன்று மின்தடையங்களுக்குமான மின்னழுத்தங்கள் VDD க்கு சமம்.

இப்போது ஓம்ஸ் சட்டத்தின்படி, மின்னோட்டத்தை மின்தடையுடன் பெருக்கினால் மின்னழுத்தத்தை V = I x R ஆக பெறுவோம். எனவே, இங்கே மின்னோட்டம் வடிகால் மின்னோட்டம் அல்லது I _{D ஆகும்}. ஆக, Rd முழுவதும் மின்னழுத்தம் V = I _D x Rd ஆகும், இது மின்னோட்டம் அதே I _{D ஆக} இருப்பதால் ரூ. க்கு பொருந்தும், எனவே ரூ முழுவதும் மின்னழுத்தம் Vs = I _D x ரூ. MOSFET ஐப் பொறுத்தவரை, மின்னழுத்தம் V _DS அல்லது வடிகால்-க்கு-மூல மின்னழுத்தமாகும்.

இப்போது கே.வி.எல் படி, VDD = I _D x Rd + V _DS + I _D x Rs VDD = I _D (Rd + Rs) + V _DS (Rd + Rs) = V _DD - V _DS / I _D

இதை நாம் மேலும் மதிப்பீடு செய்யலாம்

Rd = (V _DD - V _DS / I _D) - R _S Rs ரூ = V _S / I _{D ஆக} கணக்கிட முடியும்

மற்ற இரண்டு மின்தடையங்களின் மதிப்புகளை V _G = V _DD (R2 / R1 + R2) சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்க முடியும்.

உங்களிடம் மதிப்பு இல்லையென்றால், நீங்கள் அதை V _G = V _GS + V _S சூத்திரத்திலிருந்து பெறலாம்

அதிர்ஷ்டவசமாக, அதிகபட்ச மதிப்புகள் MOSFET தரவுத்தாள் மூலம் கிடைக்கும். விவரக்குறிப்பின் அடிப்படையில் நாம் சுற்று உருவாக்க முடியும்.

கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்களை ஈடுசெய்ய மற்றும் உள்ளீட்டிலிருந்து வரும் டி.சி.யைத் தடுக்க அல்லது இறுதி வெளியீட்டிற்கு வருவதற்கு இரண்டு இணைப்பு மின்தேக்கிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டி.சி பயாஸ் டிவைடரின் சமமான எதிர்ப்பைக் கண்டுபிடித்து, விரும்பிய வெட்டு அதிர்வெண்ணைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் நாம் வெறுமனே மதிப்புகளைப் பெறலாம். சூத்திரம் இருக்கும்

சி = 1 / 2πf தேவை

உயர் சக்தி பெருக்கி வடிவமைப்பிற்காக, நாங்கள் முன்பு 50 வாட் பவர் பெருக்கியை இரண்டு மோஸ்ஃபெட்டைப் பயன்படுத்தி புஷ்-புல் உள்ளமைவாக உருவாக்குகிறோம், நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கான இணைப்பைப் பின்தொடரவும்.