MOSFETs वोल्टेज को नियंत्रित क्यों किया जाता है?

MOSFETs (मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर) को मुख्य रूप से वोल्टेज नियंत्रित उपकरण कहा जाता है क्योंकि उनका संचालन सिद्धांत मुख्य रूप से इसे नियंत्रित करने के लिए करंट पर निर्भर होने के बजाय, ड्रेन करंट (आईडी) पर गेट वोल्टेज (वीजीएस) के नियंत्रण पर निर्भर करता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (जैसे BJTs) का मामला यही है। वोल्टेज नियंत्रित उपकरण के रूप में MOSFET की विस्तृत व्याख्या निम्नलिखित है:

काम के सिद्धांत

गेट वोल्टेज नियंत्रण:MOSFET का हृदय इसके गेट, स्रोत और नाली और गेट के नीचे एक इन्सुलेट परत (आमतौर पर सिलिकॉन डाइऑक्साइड) के बीच की संरचना में निहित है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इंसुलेटिंग परत के नीचे एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, और यह क्षेत्र स्रोत और नाली के बीच के क्षेत्र की चालकता को बदल देता है।

प्रवाहकीय चैनल निर्माण:एन-चैनल एमओएसएफईटी के लिए, जब गेट वोल्टेज वीजीएस काफी अधिक होता है (थ्रेशोल्ड वोल्टेज वीटी नामक एक विशिष्ट मूल्य से ऊपर), तो गेट के नीचे पी-प्रकार सब्सट्रेट में इलेक्ट्रॉन इंसुलेटिंग परत के नीचे की ओर आकर्षित होते हैं, जिससे एन- बनता है। प्रवाहकीय चैनल टाइप करें जो स्रोत और नाली के बीच चालकता की अनुमति देता है। इसके विपरीत, यदि वीजीएस वीटी से कम है, तो संचालन चैनल नहीं बनता है और एमओएसएफईटी कटऑफ पर है।

नाली वर्तमान नियंत्रण:ड्रेन करंट आईडी का आकार मुख्य रूप से गेट वोल्टेज वीजीएस द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वीजीएस जितना अधिक होगा, संचालन चैनल उतना ही व्यापक होगा, और ड्रेन करंट आईडी उतनी ही बड़ी होगी। यह संबंध MOSFET को वोल्टेज नियंत्रित वर्तमान उपकरण के रूप में कार्य करने की अनुमति देता है।

पीजो लक्षण वर्णन लाभ

उच्च इनपुट प्रतिबाधा:एक इंसुलेटिंग परत द्वारा गेट और स्रोत-ड्रेन क्षेत्र को अलग करने के कारण MOSFET का इनपुट प्रतिबाधा बहुत अधिक है, और गेट करंट लगभग शून्य है, जो इसे उन सर्किटों में उपयोगी बनाता है जहां उच्च इनपुट प्रतिबाधा की आवश्यकता होती है।

कम शोर:MOSFETs ऑपरेशन के दौरान अपेक्षाकृत कम शोर उत्पन्न करते हैं, मुख्यतः उनके उच्च इनपुट प्रतिबाधा और एकध्रुवीय वाहक चालन तंत्र के कारण।

तेज़ स्विचिंग गति:चूंकि MOSFETs वोल्टेज-नियंत्रित उपकरण हैं, इसलिए उनकी स्विचिंग गति आमतौर पर द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में तेज़ होती है, जिन्हें स्विचिंग के दौरान चार्ज भंडारण और रिलीज की प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है।

कम बिजली की खपत:चालू स्थिति में, MOSFET का ड्रेन-सोर्स प्रतिरोध (आरडीएस (ऑन)) अपेक्षाकृत कम है, जो बिजली की खपत को कम करने में मदद करता है। इसके अलावा, कटऑफ स्थिति में, स्थैतिक बिजली की खपत बहुत कम होती है क्योंकि गेट करंट लगभग शून्य होता है।

संक्षेप में, MOSFETs को वोल्टेज-नियंत्रित डिवाइस कहा जाता है क्योंकि उनका ऑपरेटिंग सिद्धांत गेट वोल्टेज द्वारा ड्रेन करंट के नियंत्रण पर बहुत अधिक निर्भर करता है। यह वोल्टेज-नियंत्रित विशेषता MOSFETs को इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए आशाजनक बनाती है, खासकर जहां उच्च इनपुट प्रतिबाधा, कम शोर, तेज स्विचिंग गति और कम बिजली की खपत की आवश्यकता होती है।