MOSFETகளின் மின்னழுத்தம் ஏன் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது?

MOSFET கள் (மெட்டல் ஆக்சைடு செமிகண்டக்டர் ஃபீல்டு எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள்) மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டு சாதனங்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையானது வடிகால் மின்னோட்டத்தின் (ஐடி) கேட் மின்னழுத்தத்தின் (விஜிஎஸ்) கட்டுப்பாட்டை முக்கியமாக நம்பியுள்ளது. இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்கள் (BJTகள் போன்றவை) வழக்கில் உள்ளது. MOSFET ஒரு மின்னழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு சாதனமாகப் பற்றிய விரிவான விளக்கம் பின்வருமாறு:

வேலை செய்யும் கொள்கை

கேட் மின்னழுத்த கட்டுப்பாடு:ஒரு MOSFET இன் இதயம் அதன் வாயில், மூல மற்றும் வடிகால் மற்றும் வாயிலுக்கு அடியில் ஒரு இன்சுலேடிங் லேயர் (பொதுவாக சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள அமைப்பில் உள்ளது. வாயிலில் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​மின்காப்பு அடுக்குக்கு அடியில் ஒரு மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த புலம் மூலத்திற்கும் வடிகால்க்கும் இடையில் உள்ள பகுதியின் கடத்துத்திறனை மாற்றுகிறது.

கடத்தும் சேனல் உருவாக்கம்:N-channel MOSFET களுக்கு, கேட் மின்னழுத்தம் Vgs போதுமான அளவு அதிகமாக இருக்கும்போது (வாசல் மின்னழுத்தம் Vt எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்புக்கு மேல்), வாயிலுக்கு கீழே உள்ள P-வகை அடி மூலக்கூறில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் இன்சுலேடிங் லேயரின் அடிப்பகுதியில் ஈர்க்கப்பட்டு, N-ஐ உருவாக்குகின்றன. மூல மற்றும் வடிகால் இடையே கடத்துத்திறனை அனுமதிக்கும் கடத்தும் சேனல் வகை. மாறாக, Vt ஐ விட Vgs குறைவாக இருந்தால், கடத்தும் சேனல் உருவாக்கப்படாது மற்றும் MOSFET வெட்டப்பட்ட நிலையில் உள்ளது.

வடிகால் தற்போதைய கட்டுப்பாடு:வடிகால் மின்னோட்ட ஐடியின் அளவு முக்கியமாக கேட் மின்னழுத்தம் Vgs மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. அதிக Vgs, பரந்த கடத்தும் சேனல் உருவாகிறது, மேலும் பெரிய வடிகால் தற்போதைய ஐடி. இந்த உறவு MOSFET ஆனது மின்னழுத்தம் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்ட சாதனமாக செயல்பட அனுமதிக்கிறது.

பைசோ குணாதிசய நன்மைகள்

உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு:MOSFET இன் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு, கேட் மற்றும் மூல-வடிகால் பகுதியை ஒரு இன்சுலேடிங் லேயர் மூலம் தனிமைப்படுத்துவதால் மிக அதிகமாக உள்ளது, மேலும் கேட் மின்னோட்டம் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாக உள்ளது, இது அதிக உள்ளீடு மின்மறுப்பு தேவைப்படும் சுற்றுகளில் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

குறைந்த இரைச்சல்:MOSFETகள் செயல்பாட்டின் போது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த சத்தத்தை உருவாக்குகின்றன, பெரும்பாலும் அவற்றின் உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு மற்றும் யூனிபோலார் கேரியர் கடத்தல் பொறிமுறையின் காரணமாக.

வேகமாக மாறுதல் வேகம்:MOSFETகள் மின்னழுத்தத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படும் சாதனங்கள் என்பதால், அவற்றின் மாறுதல் வேகம் பொதுவாக இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களை விட வேகமாக இருக்கும், அவை மாறுதலின் போது சார்ஜ் சேமிப்பு மற்றும் வெளியிடும் செயல்முறையின் மூலம் செல்ல வேண்டும்.

குறைந்த மின் நுகர்வு:ஆன் நிலையில், MOSFET இன் வடிகால்-மூல எதிர்ப்பு (RDS(on)) ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது, இது மின் நுகர்வு குறைக்க உதவுகிறது. மேலும், வெட்டு நிலையில், நிலையான மின் நுகர்வு மிகவும் குறைவாக உள்ளது, ஏனெனில் கேட் மின்னோட்டம் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாக உள்ளது.

சுருக்கமாக, MOSFET கள் மின்னழுத்த-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சாதனங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் இயக்கக் கொள்கையானது கேட் மின்னழுத்தத்தால் வடிகால் மின்னோட்டத்தின் கட்டுப்பாட்டை பெரிதும் நம்பியுள்ளது. இந்த மின்னழுத்த-கட்டுப்பாட்டு பண்பு MOSFET களை மின்னணு சுற்றுகளில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு உறுதியளிக்கிறது, குறிப்பாக அதிக உள்ளீடு மின்மறுப்பு, குறைந்த இரைச்சல், வேகமாக மாறுதல் வேகம் மற்றும் குறைந்த மின் நுகர்வு தேவைப்படும்.