MOSFET இன் அடிப்படை புரிதல்

MOSFET, மெட்டல் ஆக்சைடு செமிகண்டக்டர் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் என்பதன் சுருக்கம், மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த மின்சார புல விளைவைப் பயன்படுத்தும் மூன்று முனைய குறைக்கடத்தி சாதனமாகும். MOSFET இன் அடிப்படைக் கண்ணோட்டம் கீழே உள்ளது:

 

1. வரையறை மற்றும் வகைப்பாடு

 

- வரையறை: MOSFET என்பது ஒரு குறைக்கடத்தி சாதனமாகும், இது கேட் மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதன் மூலம் வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையே உள்ள கடத்தும் சேனலைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. கேட் மூலத்திலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டு, இன்சுலேடிங் பொருளின் ஒரு அடுக்கு (பொதுவாக சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) மூலம் வடிகால் செய்யப்படுகிறது, அதனால்தான் இது இன்சுலேட்டட் கேட் ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

- வகைப்பாடு: கடத்தும் சேனலின் வகை மற்றும் கேட் மின்னழுத்தத்தின் விளைவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் MOSFET கள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

- N-channel மற்றும் P-channel MOSFETகள்: கடத்தும் சேனலின் வகையைப் பொறுத்து.

- மேம்படுத்தல்-முறை மற்றும் குறைப்பு-முறை MOSFETகள்: கடத்தும் சேனலில் கேட் மின்னழுத்தத்தின் செல்வாக்கின் அடிப்படையில். எனவே, MOSFET கள் நான்கு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன: N-சேனல் மேம்படுத்தல்-முறை, N-சேனல் குறைப்பு-முறை, P-சேனல் விரிவாக்கம்-முறை மற்றும் P-சேனல் குறைப்பு-முறை.

 

2. கட்டமைப்பு மற்றும் வேலை கொள்கை

 

- அமைப்பு: ஒரு MOSFET மூன்று அடிப்படை கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது: கேட் (G), வடிகால் (D) மற்றும் மூல (S). லேசாக டோப் செய்யப்பட்ட குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறில், செமிகண்டக்டர் செயலாக்க உத்திகள் மூலம் அதிக டோப் செய்யப்பட்ட மூல மற்றும் வடிகால் பகுதிகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த பகுதிகள் ஒரு இன்சுலேடிங் லேயரால் பிரிக்கப்படுகின்றன, இது கேட் மின்முனையால் மேலே உள்ளது.

 

- வேலை செய்யும் கொள்கை: N-channel மேம்படுத்தல்-முறை MOSFET ஐ எடுத்துக் கொண்டால், கேட் மின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்போது, ​​வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையில் கடத்தும் சேனல் இல்லை, எனவே மின்னோட்டம் பாய முடியாது. கேட் மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட வாசலுக்கு அதிகரிக்கும் போது ("டர்ன்-ஆன் வோல்டேஜ்" அல்லது "த்ரெஷோல்ட் வோல்டேஜ்" என குறிப்பிடப்படுகிறது), கேட்டின் கீழ் உள்ள இன்சுலேடிங் லேயர், அடி மூலக்கூறிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை கவர்ந்து ஒரு தலைகீழ் அடுக்கை உருவாக்குகிறது (N-வகை மெல்லிய அடுக்கு) , கடத்தும் சேனலை உருவாக்குதல். இது வடிகால் மற்றும் மூலத்திற்கு இடையே மின்னோட்டம் பாய அனுமதிக்கிறது. இந்த கடத்தும் சேனலின் அகலம், எனவே வடிகால் மின்னோட்டம், கேட் மின்னழுத்தத்தின் அளவால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

 

3. முக்கிய பண்புகள்

 

- உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு: கேட் மூலத்திலிருந்து காப்பிடப்பட்டு, இன்சுலேடிங் லேயரால் வடிகட்டப்பட்டதால், ஒரு MOSFET இன் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு மிக அதிகமாக உள்ளது, இது உயர் மின்மறுப்பு சுற்றுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

- குறைந்த இரைச்சல்: MOSFETகள் செயல்பாட்டின் போது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த சத்தத்தை உருவாக்குகின்றன, அவை கடுமையான இரைச்சல் தேவைகள் கொண்ட சுற்றுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.

- நல்ல வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை: MOSFET கள் சிறந்த வெப்ப நிலைப்புத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் பரந்த அளவிலான வெப்பநிலைகளில் திறம்பட செயல்பட முடியும்.

- குறைந்த மின் நுகர்வு: MOSFETகள் ஆன் மற்றும் ஆஃப் ஆகிய இரண்டு நிலைகளிலும் மிகக் குறைந்த மின்சக்தியைப் பயன்படுத்துகின்றன, இதனால் அவை குறைந்த மின்சுற்றுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

- உயர் ஸ்விட்சிங் வேகம்: மின்னழுத்தத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படும் சாதனங்களாக இருப்பதால், MOSFET கள் வேகமான மாறுதல் வேகத்தை வழங்குகின்றன, அவை உயர் அதிர்வெண் சுற்றுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.

 

4. விண்ணப்பப் பகுதிகள்

 

MOSFETகள் பல்வேறு மின்னணு சுற்றுகளில், குறிப்பாக ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்றுகள், ஆற்றல் மின்னணுவியல், தகவல் தொடர்பு சாதனங்கள் மற்றும் கணினிகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை பெருக்க சுற்றுகள், மாறுதல் சுற்றுகள், மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை சுற்றுகள் மற்றும் பலவற்றில் அடிப்படை கூறுகளாக செயல்படுகின்றன, சமிக்ஞை பெருக்கம், மாறுதல் கட்டுப்பாடு மற்றும் மின்னழுத்த உறுதிப்படுத்தல் போன்ற செயல்பாடுகளை செயல்படுத்துகின்றன.

 

சுருக்கமாக, MOSFET என்பது ஒரு தனித்துவமான அமைப்பு மற்றும் சிறந்த செயல்திறன் பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு அத்தியாவசிய குறைக்கடத்தி சாதனமாகும். பல துறைகளில் மின்னணு சுற்றுகளில் இது முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.