શું તમે MOSFET સર્કિટ્સ વિશે જાણો છો?

MOSFET સર્કિટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં થાય છે, અને MOSFET નો અર્થ મેટલ-ઓક્સાઇડ-સેમિકન્ડક્ટર ફીલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર છે. MOSFET સર્કિટની ડિઝાઇન અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોની વિશાળ શ્રેણીને આવરી લે છે. નીચે MOSFET સર્કિટ્સનું વિગતવાર વિશ્લેષણ છે:

I. MOSFETsનું મૂળભૂત માળખું અને કાર્યકારી સિદ્ધાંત

1. મૂળભૂત માળખું

MOSFETs મુખ્યત્વે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ ધરાવે છે: ગેટ (G), સ્ત્રોત (S), અને ડ્રેઇન (D), મેટલ ઓક્સાઇડ ઇન્સ્યુલેશન સ્તર સાથે. વાહક ચેનલના પ્રકાર પર આધારિત, MOSFET ને N-ચેનલ અને P-ચેનલ પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. વાહક ચેનલ પર ગેટ વોલ્ટેજની નિયંત્રણ અસર અનુસાર, તેઓને ઉન્નતીકરણ મોડ અને અવક્ષય મોડ MOSFETs માં પણ વિભાજિત કરી શકાય છે.

2. કાર્યકારી સિદ્ધાંત

MOSFET ના કાર્યકારી સિદ્ધાંત સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીની વાહકતાને નિયંત્રિત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની અસર પર આધારિત છે. જ્યારે ગેટ વોલ્ટેજ બદલાય છે, ત્યારે તે ગેટની નીચે સેમિકન્ડક્ટર સપાટી પર ચાર્જ વિતરણમાં ફેરફાર કરે છે, જે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન વચ્ચેની વાહક ચેનલની પહોળાઈને નિયંત્રિત કરે છે, આમ ડ્રેઇન પ્રવાહનું નિયમન કરે છે. ખાસ કરીને, જ્યારે ગેટ વોલ્ટેજ ચોક્કસ થ્રેશોલ્ડ કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે સેમિકન્ડક્ટર સપાટી પર એક વાહક ચેનલ રચાય છે, જે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન વચ્ચે વહનને મંજૂરી આપે છે. તેનાથી વિપરીત, જો ચેનલ અદૃશ્ય થઈ જાય, તો સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન કાપી નાખવામાં આવે છે.

II. MOSFET સર્કિટની અરજીઓ

1. એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ્સ

વર્તમાન લાભને નિયંત્રિત કરવા માટે ગેટ વોલ્ટેજને સમાયોજિત કરીને MOSFET નો ઉપયોગ એમ્પ્લીફાયર તરીકે કરી શકાય છે. તેનો ઉપયોગ ઓડિયો, રેડિયો ફ્રીક્વન્સી અને અન્ય એમ્પ્લીફાયર સર્કિટમાં ઓછો અવાજ, ઓછો વીજ વપરાશ અને ઉચ્ચ-ગેઈન એમ્પ્લીફિકેશન પ્રદાન કરવા માટે થાય છે.

2. સ્વિચિંગ સર્કિટ

ડિજિટલ સર્કિટ, પાવર મેનેજમેન્ટ અને મોટર ડ્રાઇવરમાં સ્વીચ તરીકે MOSFET નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ગેટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરીને, વ્યક્તિ સરળતાથી સર્કિટને ચાલુ અથવા બંધ કરી શકે છે. સ્વિચિંગ એલિમેન્ટ્સ તરીકે, MOSFETs પાસે ઝડપી સ્વિચિંગ સ્પીડ, ઓછી પાવર વપરાશ અને સરળ ડ્રાઇવિંગ સર્કિટ જેવા ફાયદા છે.

3. એનાલોગ સ્વિચ સર્કિટ્સ

એનાલોગ સર્કિટમાં, MOSFET એ એનાલોગ સ્વિચ તરીકે પણ કાર્ય કરી શકે છે. ગેટ વોલ્ટેજને સમાયોજિત કરીને, તેઓ ચાલુ/બંધ સ્થિતિને નિયંત્રિત કરી શકે છે, એનાલોગ સિગ્નલોને સ્વિચ કરવા અને પસંદ કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ અને ડેટા એક્વિઝિશનમાં આ પ્રકારની એપ્લિકેશન સામાન્ય છે.

4. લોજિક સર્કિટ્સ

MOSFET નો ઉપયોગ ડિજિટલ લોજિક સર્કિટમાં પણ થાય છે, જેમ કે લોજિક ગેટ (AND, OR ગેટસ વગેરે) અને મેમરી યુનિટ. બહુવિધ MOSFET ને જોડીને, જટિલ ડિજિટલ લોજિક સર્કિટ સિસ્ટમ્સ બનાવી શકાય છે.

5. પાવર મેનેજમેન્ટ સર્કિટ્સ

પાવર મેનેજમેન્ટ સર્કિટ્સમાં, MOSFET નો ઉપયોગ પાવર સ્વિચિંગ, પાવર સિલેક્શન અને પાવર રેગ્યુલેશન માટે થઈ શકે છે. MOSFET ની ચાલુ/બંધ સ્થિતિને નિયંત્રિત કરીને, પાવરનું અસરકારક સંચાલન અને નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

6. ડીસી-ડીસી કન્વર્ટર

MOSFET નો ઉપયોગ DC-DC કન્વર્ટર્સમાં ઊર્જા રૂપાંતરણ અને વોલ્ટેજ નિયમન માટે થાય છે. ફરજ ચક્ર અને સ્વિચિંગ ફ્રીક્વન્સી જેવા પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને, કાર્યક્ષમ વોલ્ટેજ રૂપાંતર અને સ્થિર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

III. MOSFET સર્કિટ માટે મુખ્ય ડિઝાઇન વિચારણાઓ

1. ગેટ વોલ્ટેજ નિયંત્રણ

MOSFET ની વાહકતાને નિયંત્રિત કરવા માટે ગેટ વોલ્ટેજ એ મુખ્ય પરિમાણ છે. સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, ગેટ વોલ્ટેજની સ્થિરતા અને સચોટતા સુનિશ્ચિત કરવી મહત્વપૂર્ણ છે જેથી વોલ્ટેજની વધઘટને કારણે કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો અથવા સર્કિટની નિષ્ફળતા ટાળી શકાય.

2. ડ્રેઇન વર્તમાન મર્યાદા

MOSFETs ઓપરેશન દરમિયાન ચોક્કસ માત્રામાં ડ્રેઇન કરંટ ઉત્પન્ન કરે છે. MOSFET ને સુરક્ષિત કરવા અને સર્કિટની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે, સર્કિટને યોગ્ય રીતે ડિઝાઇન કરીને ડ્રેઇન કરંટને મર્યાદિત કરવું આવશ્યક છે. આ યોગ્ય MOSFET મોડેલ પસંદ કરીને, યોગ્ય ગેટ વોલ્ટેજ સેટ કરીને અને યોગ્ય લોડ પ્રતિકારનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

3. તાપમાન સ્થિરતા

MOSFET પ્રદર્શન તાપમાન દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે. સર્કિટ ડિઝાઇન્સ MOSFET પ્રદર્શન પર તાપમાનની અસર માટે જવાબદાર હોવા જોઈએ, અને તાપમાનની સ્થિરતા વધારવા માટે પગલાં લેવા જોઈએ, જેમ કે સારી તાપમાન સહિષ્ણુતા સાથે MOSFET મોડલ્સ પસંદ કરવા અને ઠંડક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવો.

4. અલગતા અને રક્ષણ

જટિલ સર્કિટમાં, વિવિધ ભાગો વચ્ચે દખલ અટકાવવા માટે અલગતાના પગલાંની જરૂર છે. MOSFET ને નુકસાનથી બચાવવા માટે, ઓવરકરન્ટ અને ઓવરવોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન જેવા પ્રોટેક્શન સર્કિટનો પણ અમલ થવો જોઈએ.

નિષ્કર્ષમાં, MOSFET સર્કિટ એ ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ એપ્લિકેશનનો આવશ્યક ભાગ છે. MOSFET સર્કિટની યોગ્ય ડિઝાઇન અને એપ્લિકેશન વિવિધ સર્કિટ કાર્યોને પૂર્ણ કરી શકે છે અને વિવિધ એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરી શકે છે.