મેટલ-ઓક્સાઇડ-સેમિકન્ડક્ટર ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (MOSFET, MOS-FET, અથવા MOS FET) એ એક પ્રકારનું ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (FET) છે, જે સામાન્ય રીતે સિલિકોનના નિયંત્રિત ઓક્સિડેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. તેમાં ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ છે, જેનું વોલ્ટેજ ઉપકરણની વાહકતા નક્કી કરે છે.
તેની મુખ્ય વિશેષતા એ છે કે મેટલ ગેટ અને ચેનલ વચ્ચે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર છે, તેથી તેમાં ઉચ્ચ ઇનપુટ પ્રતિકાર (1015Ω સુધી) છે. તે એન-ચેનલ ટ્યુબ અને પી-ચેનલ ટ્યુબમાં પણ વિભાજિત છે. સામાન્ય રીતે સબસ્ટ્રેટ (સબસ્ટ્રેટ) અને સ્ત્રોત S એકસાથે જોડાયેલા હોય છે.
વિવિધ વહન સ્થિતિઓ અનુસાર, MOSFET ને ઉન્નતીકરણ પ્રકાર અને અવક્ષય પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.
કહેવાતા ઉન્નતીકરણ પ્રકારનો અર્થ થાય છે: જ્યારે VGS=0, ટ્યુબ કટ-ઓફ સ્થિતિમાં હોય છે. યોગ્ય VGS ઉમેર્યા પછી, મોટાભાગના કેરિયર્સ ગેટ તરફ આકર્ષાય છે, આમ આ વિસ્તારમાં વાહકોને "વધારે છે" અને વાહક ચેનલ બનાવે છે. .
ડિપ્લેશન મોડનો અર્થ એ છે કે જ્યારે VGS=0, ચેનલ બને છે. જ્યારે યોગ્ય VGS ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે મોટાભાગના વાહકો ચેનલમાંથી બહાર નીકળી શકે છે, આમ વાહકોને "ક્ષીણ" કરે છે અને ટ્યુબને બંધ કરી દે છે.
કારણને અલગ પાડો: JFET નું ઇનપુટ પ્રતિકાર 100MΩ કરતાં વધુ છે, અને ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ ખૂબ જ વધારે છે, જ્યારે ગેટની આગેવાની કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઇનડોર સ્પેસ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ ગેટ પરના વર્કિંગ વોલ્ટેજ ડેટા સિગ્નલને શોધવા માટે ખૂબ જ સરળ છે, જેથી પાઇપલાઇનનું વલણ સુધી હોઈ શકે છે, અથવા ચાલુ-ઑફ થવાનું વલણ ધરાવે છે. જો બોડી ઇન્ડક્શન વોલ્ટેજ તરત જ ગેટ પર ઉમેરવામાં આવે છે, કારણ કે કી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દખલ મજબૂત છે, ઉપરોક્ત પરિસ્થિતિ વધુ નોંધપાત્ર હશે. જો મીટરની સોય ઝડપથી ડાબી તરફ વળે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે પાઇપલાઇન ઉપરની તરફ વલણ ધરાવે છે, ડ્રેઇન-સોર્સ રેઝિસ્ટર RDS વિસ્તરે છે, અને ડ્રેઇન-સોર્સ કરંટનું પ્રમાણ IDS ઘટે છે. તેનાથી વિપરીત, મીટરની સોય ઝડપથી જમણી તરફ વળે છે, જે સૂચવે છે કે પાઇપલાઇન ચાલુ-ઓફ હોય છે, RDS નીચે જાય છે અને IDS ઉપર જાય છે. જો કે, મીટરની સોયને કઈ દિશામાં વાળવામાં આવે છે તે ચોક્કસ દિશામાં પ્રેરિત વોલ્ટેજના સકારાત્મક અને નકારાત્મક ધ્રુવો (હકારાત્મક દિશામાં વર્કિંગ વોલ્ટેજ અથવા રિવર્સ દિશામાં વર્કિંગ વોલ્ટેજ) અને પાઇપલાઇનના કાર્યકારી મધ્યબિંદુ પર આધાર રાખે છે.
WINSOK DFN3x3 MOSFET
N ચેનલને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, તે P-ટાઈપ સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ પર બે ઉચ્ચ ડોપ્ડ સ્ત્રોત પ્રસરણ ક્ષેત્રો N+ અને ડ્રેઇન પ્રસરણ ક્ષેત્રો N+ સાથે બનાવવામાં આવે છે, અને પછી સ્ત્રોત ઇલેક્ટ્રોડ S અને ડ્રેઇન ઇલેક્ટ્રોડ D અનુક્રમે બહાર લાવવામાં આવે છે. સ્ત્રોત અને સબસ્ટ્રેટ આંતરિક રીતે જોડાયેલા છે, અને તેઓ હંમેશા સમાન સંભવિતતા જાળવી રાખે છે. જ્યારે ડ્રેઇન પાવર સપ્લાયના સકારાત્મક ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલ હોય છે અને સ્ત્રોત પાવર સપ્લાયના નકારાત્મક ટર્મિનલ અને VGS=0 સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે ચેનલ કરંટ (એટલે કે ડ્રેઇન કરંટ) ID=0. જેમ જેમ VGS ધીમે ધીમે વધે છે, હકારાત્મક ગેટ વોલ્ટેજ દ્વારા આકર્ષાય છે, નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ લઘુમતી વાહકો બે પ્રસરણ પ્રદેશો વચ્ચે પ્રેરિત થાય છે, જે ડ્રેઇનથી સ્ત્રોત સુધી N-ટાઈપ ચેનલ બનાવે છે. જ્યારે VGS ટ્યુબના ટર્ન-ઓન વોલ્ટેજ VTN કરતા વધારે હોય છે (સામાન્ય રીતે લગભગ +2V), N-ચેનલ ટ્યુબ વહન કરવાનું શરૂ કરે છે, જે ડ્રેઇન કરંટ ID બનાવે છે.
VMOSFET (VMOSFET), તેનું પૂરું નામ V-ગ્રુવ MOSFET છે. તે MOSFET પછી નવું વિકસિત ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, પાવર સ્વિચિંગ ઉપકરણ છે. તે માત્ર MOSFET (≥108W) ના ઉચ્ચ ઇનપુટ અવબાધને જ વારસામાં મેળવે છે, પરંતુ નાના ડ્રાઇવિંગ પ્રવાહ (લગભગ 0.1μA) પણ મેળવે છે. તે ઉચ્ચ પ્રતિકારક વોલ્ટેજ (1200V સુધી), મોટો ઓપરેટિંગ વર્તમાન (1.5A ~ 100A), ઉચ્ચ આઉટપુટ પાવર (1 ~ 250W), સારી ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ રેખીયતા અને ઝડપી સ્વિચિંગ ઝડપ જેવી ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ પણ ધરાવે છે. ચોક્કસ રીતે કારણ કે તે વેક્યૂમ ટ્યુબ અને પાવર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ફાયદાઓને જોડે છે, તે વોલ્ટેજ એમ્પ્લીફાયર્સ (વોલ્ટેજ એમ્પ્લીફિકેશન હજારો વખત પહોંચી શકે છે), પાવર એમ્પ્લીફાયર, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય અને ઇન્વર્ટરમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ તેમ, પરંપરાગત MOSFET નો દરવાજો, સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન લગભગ ચિપ પર સમાન આડી પ્લેન પર હોય છે, અને તેનો કાર્યકારી પ્રવાહ મૂળભૂત રીતે આડી દિશામાં વહે છે. VMOS ટ્યુબ અલગ છે. તે બે મુખ્ય માળખાકીય લક્ષણો ધરાવે છે: પ્રથમ, ધાતુનો દરવાજો V-આકારના ગ્રુવ સ્ટ્રક્ચરને અપનાવે છે; બીજું, તે ઊભી વાહકતા ધરાવે છે. ચીપના પાછળના ભાગમાંથી ડ્રેઇન દોરવામાં આવ્યું હોવાથી, ID ચિપની સાથે આડી રીતે વહેતું નથી, પરંતુ ભારે ડોપેડ N+ પ્રદેશ (સ્રોત S) થી શરૂ થાય છે અને P ચેનલ દ્વારા હળવા ડોપેડ N-ડ્રિફ્ટ પ્રદેશમાં વહે છે. અંતે, તે ડીને ડ્રેઇન કરવા માટે ઊભી રીતે નીચેની તરફ પહોંચે છે. કારણ કે પ્રવાહ ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર વધે છે, મોટા પ્રવાહો પસાર થઈ શકે છે. ગેટ અને ચિપ વચ્ચે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર હોવાથી, તે હજુ પણ ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ MOSFET છે.
ઉપયોગના ફાયદા:
MOSFET એ વોલ્ટેજ નિયંત્રિત તત્વ છે, જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તમાન નિયંત્રિત તત્વ છે.
MOSFET નો ઉપયોગ ત્યારે થવો જોઈએ જ્યારે સિગ્નલ સ્ત્રોતમાંથી માત્ર થોડી માત્રામાં જ પ્રવાહ ખેંચવાની મંજૂરી હોય; જ્યારે સિગ્નલ વોલ્ટેજ ઓછું હોય અને સિગ્નલ સ્ત્રોતમાંથી વધુ કરંટ ખેંચવાની મંજૂરી હોય ત્યારે ટ્રાંઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. MOSFET વીજળીનું સંચાલન કરવા માટે બહુમતી વાહકોનો ઉપયોગ કરે છે, તેથી તેને યુનિપોલર ડિવાઇસ કહેવામાં આવે છે, જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર વીજળીનું સંચાલન કરવા માટે બહુમતી વાહકો અને લઘુમતી વાહકો બંનેનો ઉપયોગ કરે છે, તેથી તેને દ્વિધ્રુવી ઉપકરણ કહેવામાં આવે છે.
કેટલાક MOSFET ના સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન એકબીજાના બદલે વાપરી શકાય છે, અને ગેટ વોલ્ટેજ સકારાત્મક અથવા નકારાત્મક હોઈ શકે છે, જે તેમને ટ્રાયોડ્સ કરતાં વધુ લવચીક બનાવે છે.
MOSFET ખૂબ જ નાના વર્તમાન અને ખૂબ ઓછા વોલ્ટેજની સ્થિતિમાં કામ કરી શકે છે, અને તેની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સિલિકોન ચિપ પર ઘણા MOSFET ને સરળતાથી એકીકૃત કરી શકે છે. તેથી, MOSFET નો મોટા પાયે સંકલિત સર્કિટમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
Olueky SOT-23N MOSFET
MOSFET અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરની સંબંધિત એપ્લિકેશન લાક્ષણિકતાઓ
1. MOSFET ના સ્ત્રોત s, ગેટ g, અને drain d અનુક્રમે ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઉત્સર્જક e, આધાર b અને કલેક્ટર cને અનુરૂપ છે. તેમના કાર્યો સમાન છે.
2. MOSFET એ વોલ્ટેજ-નિયંત્રિત વર્તમાન ઉપકરણ છે, iD vGS દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, અને તેનું એમ્પ્લીફિકેશન ગુણાંક ગ્રામ સામાન્ય રીતે નાનું હોય છે, તેથી MOSFET ની એમ્પ્લીફિકેશન ક્ષમતા નબળી છે; ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ વર્તમાન-નિયંત્રિત વર્તમાન ઉપકરણ છે, અને iC iB (અથવા iE) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
3. MOSFET ગેટ લગભગ કોઈ પ્રવાહ ખેંચતો નથી (ig»0); જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર કામ કરતું હોય ત્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો આધાર હંમેશા ચોક્કસ પ્રવાહ ખેંચે છે. તેથી, MOSFET નો ગેટ ઇનપુટ પ્રતિકાર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઇનપુટ પ્રતિકાર કરતા વધારે છે.
4. MOSFET વહનમાં સામેલ મલ્ટિકેરિયર્સનું બનેલું છે; ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં બે વાહક હોય છે, મલ્ટિકેરિયર્સ અને લઘુમતી વાહકો, વહનમાં સામેલ છે. લઘુમતી વાહકોની સાંદ્રતા તાપમાન અને કિરણોત્સર્ગ જેવા પરિબળોથી ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે. તેથી, MOSFETsમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર કરતાં વધુ સારી તાપમાન સ્થિરતા અને મજબૂત રેડિયેશન પ્રતિકાર હોય છે. MOSFET નો ઉપયોગ કરવો જોઈએ જ્યાં પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ (તાપમાન, વગેરે) મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે.
5. જ્યારે સ્ત્રોત ધાતુ અને MOSFET ના સબસ્ટ્રેટ એકસાથે જોડાયેલા હોય, ત્યારે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન એકબીજાના બદલે વાપરી શકાય છે, અને લાક્ષણિકતાઓમાં થોડો ફેરફાર થાય છે; જ્યારે ટ્રાયોડના કલેક્ટર અને એમિટરનો એકબીજાના બદલે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે લાક્ષણિકતાઓ ખૂબ જ અલગ હોય છે. β નું મૂલ્ય ઘણું ઓછું થશે.
6. MOSFET નો અવાજ ગુણાંક ખૂબ નાનો છે. ઓછા-અવાજ એમ્પ્લીફાયર સર્કિટના ઇનપુટ તબક્કામાં અને ઉચ્ચ સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયોની જરૂર હોય તેવા સર્કિટમાં MOSFETનો શક્ય તેટલો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
7. MOSFET અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંને વિવિધ એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ અને સ્વિચિંગ સર્કિટ બનાવી શકે છે, પરંતુ પહેલાની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સરળ છે અને તેમાં ઓછા પાવર વપરાશ, સારી થર્મલ સ્થિરતા અને વિશાળ ઓપરેટિંગ પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજ રેન્જના ફાયદા છે. તેથી, તે મોટા પાયે અને ખૂબ મોટા પાયે સંકલિત સર્કિટમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
8. ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં મોટી ઓન-રેઝિસ્ટન્સ હોય છે, જ્યારે MOSFET નાનું ઓન-રેઝિસ્ટન્સ ધરાવે છે, માત્ર થોડાક સો mΩ. વર્તમાન વિદ્યુત ઉપકરણોમાં, MOSFET નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સ્વીચ તરીકે થાય છે, અને તેમની કાર્યક્ષમતા પ્રમાણમાં ઊંચી હોય છે.
WINSOK SOT-323 encapsulation MOSFET
MOSFET વિ બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર
MOSFET એ વોલ્ટેજ-નિયંત્રિત ઉપકરણ છે, અને ગેટ મૂળભૂત રીતે કોઈ કરંટ લેતો નથી, જ્યારે ટ્રાંઝિસ્ટર એ વર્તમાન-નિયંત્રિત ઉપકરણ છે, અને આધાર ચોક્કસ પ્રવાહ લેવો જોઈએ. તેથી, જ્યારે સિગ્નલ સ્ત્રોતનો રેટ કરેલ વર્તમાન અત્યંત નાનો હોય, ત્યારે MOSFET નો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
MOSFET એ બહુ-વાહક વાહક છે, જ્યારે ટ્રાંઝિસ્ટરના બંને વાહકો વહનમાં ભાગ લે છે. લઘુમતી વાહકોની સાંદ્રતા બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ જેમ કે તાપમાન અને કિરણોત્સર્ગ માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોવાથી, MOSFET એ પરિસ્થિતિઓ માટે વધુ યોગ્ય છે જ્યાં પર્યાવરણ મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે.
એમ્પ્લીફાયર ઉપકરણો અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેવા નિયંત્રણક્ષમ સ્વીચો તરીકે ઉપયોગ કરવા ઉપરાંત, MOSFET નો ઉપયોગ વોલ્ટેજ-નિયંત્રિત ચલ રેખીય પ્રતિરોધક તરીકે પણ થઈ શકે છે.
MOSFET ના સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન બંધારણમાં સપ્રમાણ છે અને એકબીજાના બદલે વાપરી શકાય છે. અવક્ષય મોડ MOSFET નો ગેટ-સ્રોત વોલ્ટેજ હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક હોઈ શકે છે. તેથી, MOSFET નો ઉપયોગ ટ્રાન્ઝિસ્ટર કરતાં વધુ લવચીક છે.
પોસ્ટનો સમય: ઑક્ટો-13-2023
