धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (MOSFET, MOS-FET, या MOS FET) एक प्रकार का क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (FET) है, जो आमतौर पर सिलिकॉन के नियंत्रित ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित होता है।इसमें एक इंसुलेटेड गेट है, जिसका वोल्टेज डिवाइस की चालकता निर्धारित करता है।
इसकी मुख्य विशेषता यह है कि मेटल गेट और चैनल के बीच एक सिलिकॉन डाइऑक्साइड इन्सुलेटिंग परत होती है, इसलिए इसमें उच्च इनपुट प्रतिरोध (1015Ω तक) होता है।इसे एन-चैनल ट्यूब और पी-चैनल ट्यूब में भी विभाजित किया गया है।आमतौर पर सब्सट्रेट (सब्सट्रेट) और स्रोत एस एक साथ जुड़े होते हैं।
विभिन्न चालन मोड के अनुसार, MOSFETs को वृद्धि प्रकार और कमी प्रकार में विभाजित किया गया है।
तथाकथित एन्हांसमेंट प्रकार का अर्थ है: जब वीजीएस = 0, ट्यूब कट-ऑफ स्थिति में है।सही वीजीएस जोड़ने के बाद, अधिकांश वाहक गेट की ओर आकर्षित होते हैं, इस प्रकार इस क्षेत्र में वाहक "बढ़ते" हैं और एक प्रवाहकीय चैनल बनाते हैं।.
कमी मोड का मतलब है कि जब VGS=0, एक चैनल बनता है।जब सही वीजीएस जोड़ा जाता है, तो अधिकांश वाहक चैनल से बाहर निकल सकते हैं, इस प्रकार वाहक "ख़त्म" हो जाते हैं और ट्यूब बंद हो जाती है।
कारण को अलग करें: JFET का इनपुट प्रतिरोध 100MΩ से अधिक है, और ट्रांसकंडक्टेंस बहुत अधिक है, जब गेट का नेतृत्व किया जाता है, तो इनडोर अंतरिक्ष चुंबकीय क्षेत्र गेट पर कार्यशील वोल्टेज डेटा सिग्नल का पता लगाना बहुत आसान होता है, जिससे पाइपलाइन की ओर झुकाव होता है तक होना, या चालू-बंद होने की प्रवृत्ति होना।यदि बॉडी इंडक्शन वोल्टेज को तुरंत गेट में जोड़ दिया जाए, क्योंकि मुख्य विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप मजबूत है, तो उपरोक्त स्थिति अधिक महत्वपूर्ण होगी।यदि मीटर सुई बाईं ओर तेजी से विक्षेपित होती है, तो इसका मतलब है कि पाइपलाइन ऊपर की ओर झुकती है, ड्रेन-सोर्स रेसिस्टर आरडीएस का विस्तार होता है, और ड्रेन-सोर्स करंट की मात्रा आईडीएस कम हो जाती है।इसके विपरीत, मीटर की सुई तेजी से दाईं ओर मुड़ जाती है, जो दर्शाता है कि पाइपलाइन चालू-बंद होती है, आरडीएस नीचे जाता है, और आईडीएस ऊपर जाता है।हालाँकि, मीटर सुई जिस सटीक दिशा में विक्षेपित होती है वह प्रेरित वोल्टेज के सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों (सकारात्मक दिशा कार्यशील वोल्टेज या विपरीत दिशा कार्यशील वोल्टेज) और पाइपलाइन के कार्यशील मध्य बिंदु पर निर्भर होनी चाहिए।
![विंसोक मॉसफेट DFN5X6-8L पैकेज](http://www.olukey.com/uploads/AVA-1.jpg)
विंसोक DFN3x3 MOSFET
एन चैनल को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, इसे पी-प्रकार के सिलिकॉन सब्सट्रेट पर दो अत्यधिक डोप्ड स्रोत प्रसार क्षेत्रों एन + और नाली प्रसार क्षेत्रों एन + के साथ बनाया जाता है, और फिर स्रोत इलेक्ट्रोड एस और ड्रेन इलेक्ट्रोड डी को क्रमशः बाहर ले जाया जाता है।स्रोत और सब्सट्रेट आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं, और वे हमेशा एक ही क्षमता बनाए रखते हैं।जब ड्रेन बिजली आपूर्ति के सकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है और स्रोत बिजली आपूर्ति के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है और वीजीएस = 0 होता है, तो चैनल करंट (यानी ड्रेन करंट) आईडी = 0 होता है।जैसे-जैसे वीजीएस धीरे-धीरे बढ़ता है, सकारात्मक गेट वोल्टेज से आकर्षित होकर, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अल्पसंख्यक वाहक दो प्रसार क्षेत्रों के बीच प्रेरित होते हैं, जो नाली से स्रोत तक एक एन-प्रकार चैनल बनाते हैं।जब वीजीएस ट्यूब के टर्न-ऑन वोल्टेज वीटीएन (आम तौर पर लगभग +2V) से अधिक होता है, तो एन-चैनल ट्यूब संचालित होना शुरू हो जाती है, जिससे एक ड्रेन करंट आईडी बनती है।
वीएमओएसएफईटी (VMOSFET), इसका पूरा नाम वी-ग्रूव एमओएसएफईटी है।यह MOSFET के बाद एक नव विकसित उच्च दक्षता, पावर स्विचिंग डिवाइस है।इसमें न केवल MOSFET (≥108W) की उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्राप्त होती है, बल्कि छोटा ड्राइविंग करंट (लगभग 0.1μA) भी प्राप्त होता है।इसमें उच्च झेलने वाले वोल्टेज (1200V तक), बड़े ऑपरेटिंग करंट (1.5A ~ 100A), उच्च आउटपुट पावर (1 ~ 250W), अच्छी ट्रांसकंडक्टेंस रैखिकता और तेज़ स्विचिंग गति जैसी उत्कृष्ट विशेषताएं भी हैं।सटीक रूप से क्योंकि यह वैक्यूम ट्यूब और पावर ट्रांजिस्टर के फायदों को जोड़ता है, इसका व्यापक रूप से वोल्टेज एम्पलीफायर (वोल्टेज प्रवर्धन हजारों गुना तक पहुंच सकता है), पावर एम्पलीफायर, स्विचिंग बिजली आपूर्ति और इनवर्टर में उपयोग किया जा रहा है।
जैसा कि हम सभी जानते हैं, पारंपरिक MOSFET का गेट, स्रोत और ड्रेन चिप पर लगभग एक ही क्षैतिज तल पर होते हैं, और इसका ऑपरेटिंग करंट मूल रूप से क्षैतिज दिशा में बहता है।VMOS ट्यूब अलग है.इसकी दो प्रमुख संरचनात्मक विशेषताएं हैं: पहला, धातु गेट एक वी-आकार की नाली संरचना को अपनाता है;दूसरा, इसमें ऊर्ध्वाधर चालकता है।चूंकि नाली चिप के पीछे से खींची जाती है, इसलिए आईडी चिप के साथ क्षैतिज रूप से प्रवाहित नहीं होती है, बल्कि भारी डोप किए गए एन+ क्षेत्र (स्रोत एस) से शुरू होती है और पी चैनल के माध्यम से हल्के डोप किए गए एन-बहाव क्षेत्र में बहती है।अंत में, यह लंबवत रूप से नीचे की ओर नाली डी तक पहुंचता है। क्योंकि प्रवाह क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र बढ़ता है, बड़ी धाराएं गुजर सकती हैं।चूँकि गेट और चिप के बीच एक सिलिकॉन डाइऑक्साइड इंसुलेटिंग परत होती है, यह अभी भी एक इंसुलेटेड गेट MOSFET है।
उपयोग के लाभ:
MOSFET एक वोल्टेज नियंत्रित तत्व है, जबकि ट्रांजिस्टर एक करंट नियंत्रित तत्व है।
MOSFETs का उपयोग तब किया जाना चाहिए जब सिग्नल स्रोत से केवल थोड़ी मात्रा में करंट खींचने की अनुमति हो;ट्रांजिस्टर का उपयोग तब किया जाना चाहिए जब सिग्नल वोल्टेज कम हो और सिग्नल स्रोत से अधिक करंट खींचने की अनुमति हो।MOSFET बिजली का संचालन करने के लिए बहुसंख्यक वाहकों का उपयोग करता है, इसलिए इसे एकध्रुवीय उपकरण कहा जाता है, जबकि ट्रांजिस्टर बिजली का संचालन करने के लिए बहुसंख्यक वाहक और अल्पसंख्यक वाहक दोनों का उपयोग करते हैं, इसलिए इसे द्विध्रुवीय उपकरण कहा जाता है।
कुछ MOSFETs के स्रोत और ड्रेन का उपयोग परस्पर विनिमय के रूप में किया जा सकता है, और गेट वोल्टेज सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है, जो उन्हें ट्रायोड की तुलना में अधिक लचीला बनाता है।
MOSFET बहुत कम करंट और बहुत कम वोल्टेज स्थितियों के तहत काम कर सकता है, और इसकी निर्माण प्रक्रिया एक सिलिकॉन चिप पर कई MOSFET को आसानी से एकीकृत कर सकती है।इसलिए, बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट में MOSFET का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
![विंसोक मॉसफेट SOT-23-3L पैकेज](http://www.olukey.com/uploads/AVA-2.jpg)
ओलुकी SOT-23N MOSFET
MOSFET और ट्रांजिस्टर की संबंधित अनुप्रयोग विशेषताएँ
1. MOSFET का स्रोत s, गेट g और ड्रेन d क्रमशः ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक e, आधार b और संग्राहक c से मेल खाते हैं।उनके कार्य समान हैं.
2. MOSFET एक वोल्टेज-नियंत्रित वर्तमान उपकरण है, iD को vGS द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और इसका प्रवर्धन गुणांक gm आम तौर पर छोटा होता है, इसलिए MOSFET की प्रवर्धन क्षमता खराब होती है;ट्रांजिस्टर एक करंट-नियंत्रित करंट डिवाइस है, और iC को iB (या iE) द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
3. MOSFET गेट लगभग कोई करंट नहीं खींचता (ig»0);जबकि जब ट्रांजिस्टर काम कर रहा होता है तो ट्रांजिस्टर का आधार हमेशा एक निश्चित धारा खींचता है।इसलिए, MOSFET का गेट इनपुट प्रतिरोध ट्रांजिस्टर के इनपुट प्रतिरोध से अधिक है।
4. MOSFET संचालन में शामिल बहुवाहकों से बना है;ट्रांजिस्टर में दो वाहक, बहुवाहक और अल्पसंख्यक वाहक होते हैं, जो चालन में शामिल होते हैं।अल्पसंख्यक वाहकों की सांद्रता तापमान और विकिरण जैसे कारकों से बहुत प्रभावित होती है।इसलिए, MOSFETs में ट्रांजिस्टर की तुलना में बेहतर तापमान स्थिरता और मजबूत विकिरण प्रतिरोध होता है।MOSFETs का उपयोग वहां किया जाना चाहिए जहां पर्यावरणीय स्थितियां (तापमान, आदि) बहुत भिन्न होती हैं।
5. जब स्रोत धातु और MOSFET के सब्सट्रेट को एक साथ जोड़ा जाता है, तो स्रोत और नाली का परस्पर उपयोग किया जा सकता है, और विशेषताओं में थोड़ा बदलाव होता है;जबकि जब ट्रायोड के संग्राहक और उत्सर्जक का परस्पर उपयोग किया जाता है, तो विशेषताएँ बहुत भिन्न होती हैं।β मान बहुत कम हो जाएगा.
6. MOSFET का शोर गुणांक बहुत छोटा है।MOSFET का उपयोग कम शोर वाले एम्पलीफायर सर्किट और सर्किट के इनपुट चरण में जितना संभव हो सके किया जाना चाहिए, जिनके लिए उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात की आवश्यकता होती है।
7. MOSFET और ट्रांजिस्टर दोनों विभिन्न एम्पलीफायर सर्किट और स्विचिंग सर्किट बना सकते हैं, लेकिन पूर्व में एक सरल विनिर्माण प्रक्रिया है और इसमें कम बिजली की खपत, अच्छी थर्मल स्थिरता और व्यापक ऑपरेटिंग बिजली आपूर्ति वोल्टेज रेंज के फायदे हैं।इसलिए, इसका उपयोग बड़े पैमाने पर और बहुत बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट में व्यापक रूप से किया जाता है।
8. ट्रांजिस्टर में बड़ा ऑन-प्रतिरोध होता है, जबकि MOSFET में छोटा ऑन-प्रतिरोध होता है, केवल कुछ सौ mΩ।वर्तमान विद्युत उपकरणों में, MOSFETs का उपयोग आमतौर पर स्विच के रूप में किया जाता है, और उनकी दक्षता अपेक्षाकृत अधिक होती है।
![विंसोक मॉसफेट SOT-23-3L पैकेज](http://www.olukey.com/uploads/AVA-3.jpg)
विंसोक SOT-323 इनकैप्सुलेशन MOSFET
MOSFET बनाम द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर
MOSFET एक वोल्टेज-नियंत्रित उपकरण है, और गेट मूल रूप से कोई करंट नहीं लेता है, जबकि एक ट्रांजिस्टर एक करंट-नियंत्रित उपकरण है, और बेस को एक निश्चित करंट लेना चाहिए।इसलिए, जब सिग्नल स्रोत का रेटेड करंट बेहद छोटा हो, तो MOSFET का उपयोग किया जाना चाहिए।
MOSFET एक बहु-वाहक कंडक्टर है, जबकि ट्रांजिस्टर के दोनों वाहक चालन में भाग लेते हैं।चूंकि अल्पसंख्यक वाहकों की सांद्रता तापमान और विकिरण जैसी बाहरी स्थितियों के प्रति बहुत संवेदनशील होती है, MOSFET उन स्थितियों के लिए अधिक उपयुक्त है जहां पर्यावरण में बहुत बदलाव होता है।
एम्पलीफायर उपकरणों और ट्रांजिस्टर जैसे नियंत्रणीय स्विच के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, MOSFETs का उपयोग वोल्टेज-नियंत्रित चर रैखिक प्रतिरोधों के रूप में भी किया जा सकता है।
MOSFET का स्रोत और निकास संरचना में सममित हैं और इनका परस्पर उपयोग किया जा सकता है।कमी मोड MOSFET का गेट-स्रोत वोल्टेज सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है।इसलिए, MOSFETs का उपयोग ट्रांजिस्टर की तुलना में अधिक लचीला है।
पोस्ट करने का समय: अक्टूबर-13-2023