MOSFET ले कसरी काम गर्छ

MOSFET को कार्य सिद्धान्त मुख्यतया यसको अद्वितीय संरचनात्मक गुण र विद्युत क्षेत्र प्रभाव मा आधारित छ। MOSFET ले कसरी काम गर्छ भन्ने विस्तृत व्याख्या निम्न छ:

 

I. MOSFET को आधारभूत संरचना

एक MOSFET मा मुख्यतया एक गेट (G), एक स्रोत (S), एक नाली (D), र एक सब्सट्रेट (B, कहिलेकाहीँ तीन-टर्मिनल यन्त्र बनाउनको लागि स्रोतसँग जोडिएको) हुन्छ। N- च्यानल संवर्द्धन MOSFETs मा, सब्सट्रेट सामान्यतया कम-डोप गरिएको P-प्रकार सिलिकन सामग्री हो जसमा दुई उच्च डोप गरिएको N-प्रकार क्षेत्रहरू क्रमशः स्रोत र नालीको रूपमा सेवा गर्न निर्माण गरिन्छ। P-प्रकारको सब्सट्रेटको सतहलाई इन्सुलेट तहको रूपमा धेरै पातलो अक्साइड फिल्म (सिलिकन डाइअक्साइड) ले ढाकिएको हुन्छ, र गेटको रूपमा इलेक्ट्रोड कोरिन्छ। यस संरचनाले गेटलाई P-प्रकार अर्धचालक सब्सट्रेट, नाली र स्रोतबाट इन्सुलेटेड बनाउँछ, र त्यसैले यसलाई इन्सुलेटेड-गेट फिल्ड इफेक्ट ट्यूब पनि भनिन्छ।

II। सञ्चालनको सिद्धान्त

MOSFETs गेट सोर्स भोल्टेज (VGS) प्रयोग गरेर ड्रेन करन्ट (आईडी) नियन्त्रण गर्न सञ्चालन गर्दछ। विशेष रूपमा, जब लागू गरिएको सकारात्मक गेट स्रोत भोल्टेज, VGS, शून्य भन्दा ठूलो हुन्छ, गेटको तलको अक्साइड तहमा माथिल्लो सकारात्मक र तल्लो नकारात्मक विद्युतीय क्षेत्र देखा पर्नेछ। यो विद्युतीय क्षेत्रले P-क्षेत्रमा नि:शुल्क इलेक्ट्रोनहरूलाई आकर्षित गर्छ, जसले गर्दा तिनीहरू अक्साइड तहको तल जम्मा हुन्छन्, जबकि P-क्षेत्रमा प्वालहरू भत्काउँछन्। VGS बढ्दै जाँदा, विद्युतीय क्षेत्रको बल बढ्छ र आकर्षित मुक्त इलेक्ट्रोनहरूको एकाग्रता बढ्छ। जब VGS निश्चित थ्रेसहोल्ड भोल्टेज (VT) मा पुग्छ, यस क्षेत्रमा जम्मा भएका नि:शुल्क इलेक्ट्रोनहरूको एकाग्रता नयाँ N-प्रकार क्षेत्र (N- च्यानल) बनाउन पर्याप्त हुन्छ, जसले नाली र स्रोतलाई जोड्ने पुलको रूपमा काम गर्दछ। यस बिन्दुमा, यदि ड्रेन र स्रोतको बीचमा निश्चित ड्राइभिङ भोल्टेज (VDS) अवस्थित छ भने, ड्रेन वर्तमान ID प्रवाह गर्न सुरु हुन्छ।

III। संचालन च्यानल को गठन र परिवर्तन

सञ्चालन च्यानल को गठन MOSFET को सञ्चालनको लागि कुञ्जी हो। जब VGS VT भन्दा ठुलो हुन्छ, कन्डक्टिङ च्यानल स्थापित हुन्छ र ड्रेन हालको ID VGS र VDS दुबैबाट प्रभावित हुन्छ। VGS ले कन्डक्टिङ च्यानलको चौडाइ र आकार नियन्त्रण गरेर ID लाई असर गर्छ, जबकि VDS ले ID लाई सीधै ड्राइभिङ भोल्टेजको रूपमा असर गर्छ। यो नोट गर्न महत्त्वपूर्ण छ कि यदि कन्डक्टिङ च्यानल स्थापना गरिएको छैन (अर्थात, VGS VT भन्दा कम छ), त्यसपछि VDS उपस्थित भए पनि, ड्रेन वर्तमान ID देखा पर्दैन।

IV। MOSFET को विशेषताहरु

उच्च इनपुट प्रतिबाधा:MOSFET को इनपुट प्रतिबाधा धेरै उच्च छ, अनन्तताको नजिक, किनभने त्यहाँ गेट र स्रोत-नाली क्षेत्रको बीचमा इन्सुलेट तह छ र केवल एक कमजोर गेट प्रवाह छ।

कम उत्पादन प्रतिबाधा:MOSFET हरू भोल्टेज-नियन्त्रित उपकरणहरू हुन् जसमा स्रोत-नाली वर्तमान इनपुट भोल्टेजको साथ परिवर्तन हुन सक्छ, त्यसैले तिनीहरूको आउटपुट प्रतिबाधा सानो छ।

निरन्तर प्रवाह:संतृप्ति क्षेत्रमा सञ्चालन गर्दा, MOSFET को वर्तमान स्रोत-नाली भोल्टेजमा परिवर्तनहरूबाट लगभग अप्रभावित हुन्छ, उत्कृष्ट स्थिर वर्तमान प्रदान गर्दछ।

 

राम्रो तापमान स्थिरता:MOSFET सँग -55°C देखि +150°C सम्मको फराकिलो परिचालन तापमान दायरा हुन्छ।

V. आवेदन र वर्गीकरण

MOSFETs डिजिटल सर्किट, एनालग सर्किट, पावर सर्किट र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। सञ्चालनको प्रकार अनुसार, MOSFET लाई वृद्धि र कमी गर्ने प्रकारहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ; सञ्चालन च्यानल को प्रकार अनुसार, तिनीहरूलाई N- च्यानल र P- च्यानल मा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ। यी विभिन्न प्रकारका MOSFET हरूको विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यहरूमा आफ्नै फाइदाहरू छन्।

संक्षेपमा, MOSFET को कार्य सिद्धान्त गेट स्रोत भोल्टेज मार्फत कन्डक्टिङ च्यानलको गठन र परिवर्तनलाई नियन्त्रण गर्नु हो, जसले फलस्वरूप नाली प्रवाहको प्रवाहलाई नियन्त्रण गर्दछ। यसको उच्च इनपुट प्रतिबाधा, कम आउटपुट प्रतिबाधा, स्थिर वर्तमान र तापमान स्थिरताले MOSFET लाई इलेक्ट्रोनिक सर्किटहरूमा महत्त्वपूर्ण घटक बनाउँछ।