N சேனல் MOSFET : சர்க்யூட், வேலை, வேறுபாடுகள் மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

MOSFET என்பது ஒரு வகையான டிரான்சிஸ்டர் மற்றும் இது IGFET (இன்சுலேட்டட் கேட் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்) அல்லது MIFET (மெட்டல் இன்சுலேட்டர் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு MOSFET , சேனல் & கேட் ஒரு மெல்லிய SiO2 அடுக்கு மூலம் பிரிக்கப்பட்டு, அவை கேட் மின்னழுத்தத்துடன் மாறும் கொள்ளளவை உருவாக்குகின்றன. எனவே, MOSFET ஒரு MOS மின்தேக்கியைப் போல் செயல்படுகிறது, இது உள்ளீடு கேட் மூலம் மூல மின்னழுத்தத்திற்குக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. எனவே, MOSFET மின்னழுத்தம் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின்தேக்கியாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். MOSFET இன் அமைப்பு MOS மின்தேக்கியைப் போலவே உள்ளது, ஏனெனில் இந்த மின்தேக்கியில் உள்ள சிலிக்கான் தளம் p-வகை.

இவை நான்கு வகைகளாக p சேனல் விரிவாக்கம், n சேனல் விரிவாக்கம், p சேனல் குறைப்பு மற்றும் n சேனல் குறைப்பு என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த கட்டுரை MOSFET போன்ற வகைகளில் ஒன்றைப் பற்றி விவாதிக்கிறது N சேனல் MOSFET - பயன்பாடுகளுடன் பணிபுரிதல்.

N சேனல் MOSFET என்றால் என்ன?

MOSFET இன் ஒரு வகை, இதில் MOSFET சேனல், எலக்ட்ரான்கள் போன்ற தற்போதைய கேரியர்களின் பெரும்பான்மையான சார்ஜ் கேரியர்களால் ஆனது N சேனல் MOSFET என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த MOSFET ஆன் ஆனதும், பெரும்பாலான சார்ஜ் கேரியர்கள் சேனல் முழுவதும் நகரும். இந்த MOSFET P-Channel MOSFET க்கு மாறானது.

இந்த MOSFET ஆனது N- மூல மற்றும் வடிகால் முனையங்களின் நடுவில் அமைந்துள்ள சேனல் பகுதியை உள்ளடக்கியது. இது ஒரு மூன்று முனைய சாதனமாகும், அங்கு டெர்மினல்கள் ஜி (கேட்), டி (வடிகால்) மற்றும் எஸ் (மூலம்) ஆகும். இந்த டிரான்சிஸ்டரில், மூல மற்றும் வடிகால் n+ பகுதியில் அதிக அளவில் டோப் செய்யப்பட்டுள்ளது & உடல் அல்லது அடி மூலக்கூறு P-வகையில் உள்ளது.

வேலை

இந்த MOSFET ஆனது மூல மற்றும் வடிகால் முனையங்களின் நடுவில் அமைந்துள்ள N-சேனல் பகுதியை உள்ளடக்கியது. இது மூன்று முனைய சாதனமாகும், அங்கு டெர்மினல்கள் ஜி (கேட்), டி (வடிகால்) மற்றும் எஸ் (மூலம்) ஆகும். இந்த FET இல், மூல & வடிகால் n+ பகுதியில் அதிக அளவில் டோப் செய்யப்பட்டுள்ளது & உடல் அல்லது அடி மூலக்கூறு P-வகையில் உள்ளது.

இங்கே, எலக்ட்ரான்களின் வருகையில் சேனல் உருவாக்கப்படுகிறது. +ve மின்னழுத்தமானது n+ மூல மற்றும் வடிகால் பகுதிகள் இரண்டிலிருந்தும் எலக்ட்ரான்களை சேனலுக்குள் ஈர்க்கிறது. வடிகால் மற்றும் மூலங்களுக்கு இடையில் ஒரு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டவுடன், மூல மற்றும் வடிகால் இடையே மின்னோட்டம் சுதந்திரமாக பாய்கிறது மற்றும் வாயிலில் உள்ள மின்னழுத்தம் சேனலில் உள்ள சார்ஜ் கேரியர் எலக்ட்ரான்களைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இதேபோல், கேட் டெர்மினலில் -ve மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தினால், ஆக்சைடு அடுக்குக்கு கீழே ஒரு துளை சேனல் உருவாகிறது.

N சேனல் MOSFET சின்னம்

N சேனல் MOSFET சின்னம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த MOSFET ஆனது மூல, வடிகால் மற்றும் கேட் போன்ற மூன்று முனையங்களை உள்ளடக்கியது. n-channel mosfetக்கு, அம்பு குறியின் திசை உள்நோக்கி உள்ளது. எனவே, அம்புக்குறியானது பி-சேனல் அல்லது என்-சேனல் போன்ற சேனல் வகையைக் குறிப்பிடுகிறது.

N சேனல் MOSFET சர்க்யூட்

தி N channel mosfet ஐப் பயன்படுத்தி தூரிகை இல்லாத dc விசிறியைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான சுற்று வரைபடம் மற்றும் Arduino Uno rev3 கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த சர்க்யூட்டை Arduino Uno rev3 போர்டு, n சேனல் மாஸ்ஃபெட், பிரஷ்லெஸ் டிசி ஃபேன் மற்றும் இணைக்கும் கம்பிகள் மூலம் உருவாக்கலாம்.

இந்த சர்க்யூட்டில் பயன்படுத்தப்படும் MOSFET ஆனது 2N7000 N-channel MOSFET ஆகும், மேலும் இது மேம்படுத்தல் வகையாகும், எனவே விசிறிக்கு சக்தியை வழங்க Arduino இன் வெளியீட்டு பின்னை அதிக அளவில் அமைக்க வேண்டும்.

இந்த சுற்றுகளின் இணைப்புகள் பின்வருமாறு;

• MOSFET இன் மூல பின்னை GND உடன் இணைக்கவும்
• MOSFET இன் கேட் முள் Arduino இன் பின் 2 உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• மின்விசிறியின் கருப்பு நிற கம்பியில் MOSFET இன் வடிகால் முள்.
• பிரஷ்லெஸ் டிசி ஃபேனின் சிவப்பு நிற கம்பி ப்ரெட்போர்டின் பாசிட்டிவ் ரெயிலுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
• Arduino 5V பின்னிலிருந்து ப்ரெட்போர்டின் நேர்மறை ரெயிலுக்கு கூடுதல் இணைப்பு கொடுக்கப்பட வேண்டும்.

பொதுவாக, சிக்னல்களை மாற்றுவதற்கும் பெருக்குவதற்கும் MOSFET பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த எடுத்துக்காட்டில், கேட், சோர்ஸ் & வடிகால் போன்ற மூன்று டெர்மினல்களை உள்ளடக்கிய சுவிட்சாக இந்த மாஸ்ஃபெட் பயன்படுத்தப்படுகிறது. n சேனல் MOSFET என்பது ஒரு வகை மின்னழுத்த-கட்டுப்பாட்டு சாதனமாகும், மேலும் இந்த MOSFETகள் இரண்டு வகையான மேம்படுத்தல் மாஸ்ஃபெட் மற்றும் டிபிளேஷன் மாஸ்ஃபெட்களில் கிடைக்கின்றன.

பொதுவாக, Vgs (கேட்-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம்) 0V ஆனதும், MOSFET மேம்படுத்தல் முடக்கப்படும், இதனால் கேட் முனையத்திற்கு மின்னழுத்தம் வழங்கப்பட வேண்டும், இதனால் வடிகால்-மூல சேனல் முழுவதும் மின்னோட்டம் பாயும். அதேசமயம், Vgs (கேட்-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம்) 0V ஆக இருக்கும் போது, ​​Dletion MOSFET பொதுவாக ஆன் செய்யப்படுகிறது, இதனால் கேட் டெர்மினலில் +ve மின்னழுத்தம் வழங்கப்படும் வரை வடிகால் முழுவதும் மூலச் சேனலுக்கு மின்னோட்டம் பாயும்.

குறியீடு

வெற்றிட அமைப்பு() {
// ஒருமுறை இயக்க, உங்கள் அமைவுக் குறியீட்டை இங்கே வைக்கவும்:
பின்முறை(2, அவுட்புட்);

}

void loop() {
// மீண்டும் மீண்டும் இயக்க, உங்கள் முக்கிய குறியீட்டை இங்கே வைக்கவும்:
டிஜிட்டல் ரைட் (2, உயர்);
தாமதம் (5000);
டிஜிட்டல் ரைட்(2, குறைந்த);
தாமதம் (5000);
}

இவ்வாறு, mosfet இன் கேட் டெர்மினலுக்கு 5v சப்ளை கொடுக்கப்பட்டால், பிரஷ்லெஸ் டிசி ஃபேன் இயக்கப்படும். இதேபோல், mosfet இன் கேட் டெர்மினலில் 0v கொடுக்கப்பட்டால், விசிறி அணைக்கப்படும்.

N சேனல் MOSFET வகைகள்

N சேனல் MOSFET என்பது மின்னழுத்த-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சாதனமாகும், இது இரண்டு வகையான விரிவாக்க வகை மற்றும் குறைப்பு வகை என வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

N சேனல் மேம்படுத்தல் MOSFET

ஒரு மேம்படுத்தல் வகை N சேனல் MOSFET பொதுவாக மின்னழுத்தத்திற்கான கேட் பூஜ்ஜிய வோல்ட்டாக இருக்கும் போது அணைக்கப்படும், இதனால் கேட் டெர்மினலுக்கு மின்னழுத்தம் வழங்கப்பட வேண்டும், இதனால் வடிகால்-மூல சேனல் முழுவதும் மின்னோட்டத்தை வழங்குகிறது.

n சேனல் மேம்பாடு MOSFET இன் செயல்பாடு, கட்டுமானம் மற்றும் செயல்பாட்டைத் தவிர, மேம்படுத்தல் p சேனல் MOSFET ஐப் போலவே இருக்கும். இந்த வகை MOSFET இல், லேசாக டோப் செய்யப்பட்ட p-வகை அடி மூலக்கூறு சாதனத்தின் உடலை உருவாக்கலாம். மூல மற்றும் வடிகால் பகுதிகள் n-வகை அசுத்தங்களுடன் அதிக அளவில் டோப் செய்யப்படுகின்றன.

இங்கே மூலமும் உடலும் பொதுவாக தரை முனையத்துடன் இணைக்கப்படுகின்றன. கேட் டெர்மினலுக்கு நேர்மறை மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தியவுடன், கேட்டின் நேர்மறை மற்றும் அதற்கு சமமான கொள்ளளவு விளைவு காரணமாக p-வகை அடி மூலக்கூறின் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் கேட் முனையத்தை நோக்கி ஈர்க்கும்.

எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் p-வகை அடி மூலக்கூறின் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் போன்ற பெரும்பான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் கேட் டெர்மினலை நோக்கி ஈர்க்கப்படும், இதனால் எலக்ட்ரான்களை துளைகளுடன் மீண்டும் இணைப்பதன் மூலம் மின்கடத்தா அடுக்கின் கீழ் எதிர்மறையான வெளிவராத அயனிகள் அடுக்கை உருவாக்குகிறது.

நாம் தொடர்ந்து நேர்மறை கேட் மின்னழுத்தத்தை அதிகரித்தால், த்ரெஷோல்ட் மின்னழுத்த நிலைக்குப் பிறகு மறுசீரமைப்பு செயல்முறை நிறைவுற்றதாகிவிடும், பின்னர் எலக்ட்ரான்கள் போன்ற சார்ஜ் கேரியர்கள் ஒரு இலவச எலக்ட்ரான்கள் கடத்தும் சேனலை உருவாக்க அந்த இடத்தில் உருவாக்கத் தொடங்கும். இந்த இலவச எலக்ட்ரான்கள் அதிக அளவு டோப் செய்யப்பட்ட மூலத்திலிருந்தும் வந்து n-வகை பகுதியை வெளியேற்றும்.

வடிகால் முனையத்தில் +ve மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தினால், மின்னோட்டத்தின் ஓட்டம் சேனல் முழுவதும் இருக்கும். எனவே சேனல் எதிர்ப்பானது சேனலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் போன்ற இலவச சார்ஜ் கேரியர்களைப் பொறுத்தது & மீண்டும் இந்த எலக்ட்ரான்கள் சேனலில் உள்ள சாதனத்தின் கேட் திறனைப் பொறுத்தது. இலவச எலக்ட்ரான்களின் செறிவு சேனலை உருவாக்கும்போது & கேட் மின்னழுத்தம் அதிகரிப்பதால் சேனல் முழுவதும் மின்னோட்டத்தின் ஓட்டம் மேம்படுத்தப்படும்.

N சேனல் குறைப்பு MOSFET

பொதுவாக, இந்த MOSFET ஆனது மூலத்திற்கான வாயிலில் உள்ள மின்னழுத்தம் 0V ஆக இருக்கும்போதெல்லாம் செயல்படுத்தப்படும், எனவே கேட் (G) முனையத்தில் நேர்மறை மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் வரை வடிகால் இருந்து மூல சேனலுக்கு மின்னோட்டம் வழங்கப்படுகிறது. N சேனல் விரிவாக்கம் MOSFET உடன் ஒப்பிடும்போது N சேனல் குறைப்பு MOSFET வேலை வேறுபட்டது. இந்த MOSFET இல், பயன்படுத்தப்படும் அடி மூலக்கூறு p-வகை குறைக்கடத்தி ஆகும்.

இந்த MOSFET இல், மூல மற்றும் வடிகால் பகுதிகள் இரண்டும் அதிக அளவில் டோப் செய்யப்பட்ட n-வகை குறைக்கடத்திகளாகும். மூல மற்றும் வடிகால் பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி n-வகை அசுத்தங்கள் மூலம் பரவுகிறது.

மூல மற்றும் வடிகால் முனையங்களுக்கு இடையே சாத்தியமான வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்தியவுடன், அடி மூலக்கூறின் n பகுதி முழுவதும் மின்னோட்டம் பாய்கிறது. கேட் டெர்மினலில் ஒரு -ve மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் போன்ற சார்ஜ் கேரியர்கள் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு மின்கடத்தா அடுக்கின் கீழ் n-மண்டலத்தில் நீக்கப்பட்டு கீழே மாற்றப்படும்.

இதன் விளைவாக, SiO2 மின்கடத்தா அடுக்கின் கீழ் நேர்மறை வெளிப்படுத்தப்படாத அயனிகள் அடுக்குகள் இருக்கும். எனவே இந்த வழியில், சேனலுக்குள் சார்ஜ் கேரியர்களின் குறைவு ஏற்படும். இதனால், ஒட்டுமொத்த சேனலின் கடத்துத்திறன் குறையும்.

இந்த நிலையில், அதே மின்னழுத்தம் வடிகால் முனையத்தில் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​வடிகால் மின்னோட்டம் குறையும். சேனலுக்குள் சார்ஜ் கேரியர்களின் தேய்மானத்தை மாற்றுவதன் மூலம் வடிகால் மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த முடியும் என்பதை இங்கே நாம் கவனித்தோம், எனவே இது டிபிளேஷன் MOSFET என அழைக்கப்படுகிறது.

இங்கே, கேட் ஒரு -ve சாத்தியக்கூறில் உள்ளது, வடிகால் ஒரு +ve பொட்டஷியனில் உள்ளது & மூலமானது '0' திறனில் உள்ளது. இதன் விளைவாக, மின்னழுத்த வேறுபாடு, வாயிலில் இருந்து வடிகால் வழியாக நுழைவதை விட அதிகமாக உள்ளது, எனவே டிப்ளேஷன் லேயர் அகலம் மூலத்தை விட வடிகால் நோக்கி அதிகமாக உள்ளது.

N சேனல் MOSFET மற்றும் P சேனல் MOSFET இடையே உள்ள வேறுபாடு

n சேனல் மற்றும் p சேனல் mosfet இடையே உள்ள வேறுபாடு பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது.

N சேனல் MOSFET ஐ எவ்வாறு சோதிப்பது

N சேனல் MOSFET ஐ சோதனை செய்வதில் உள்ள படிகள் கீழே விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன.

• ஒரு n சேனல் MOSFET ஐ சோதிக்க, ஒரு அனலாக் மல்டிமீட்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதற்கு, நாம் 10K வரம்பில் குமிழ் வைக்க வேண்டும்.
• இந்த MOSFET ஐ சோதிக்க, முதலில் MOSFET இன் வடிகால் பின்னில் கருப்பு ஆய்வு மற்றும் MOSFET க்குள் உள் கொள்ளளவை வெளியேற்ற கேட் பின் மீது சிவப்பு ஆய்வு வைக்கவும்.
• அதன் பிறகு, கருப்பு ஆய்வு வடிகால் பின்னில் இருக்கும்போதே சிவப்பு வண்ண ஆய்வை மூல முள் நோக்கி நகர்த்தவும்
• கேட் & வடிகால் ஊசிகள் இரண்டையும் தொடுவதற்கு வலது விரலைப் பயன்படுத்தவும், இதன் மூலம் அனலாக் மல்டிமீட்டரின் சுட்டியானது மீட்டரின் அளவின் மைய வரம்பிற்குத் திரும்புவதை நாம் அவதானிக்கலாம்.
• MOSFET இன் மூலப் பின்னில் இருந்து மல்டிமீட்டரின் சிவப்பு ஆய்வு மற்றும் வலது விரலை எடுத்துவிட்டு, பின்னர் மீண்டும் விரலை சிவப்பு ஆய்வு மற்றும் மூலப் பின்னில் வைக்கவும், சுட்டிக்காட்டி இன்னும் மல்டிமீட்டர் அளவின் மையத்தில் இருக்கும்.
• அதை டிஸ்சார்ஜ் செய்ய, சிவப்பு நிற ஆய்வை அகற்றி, கேட் பின்னை ஒரு முறை தொட வேண்டும். இறுதியாக, இது மீண்டும் உள் கொள்ளளவை வெளியேற்றும்.
• இப்போது, ​​சோர்ஸ் பின்னைத் தொடுவதற்கு சிவப்பு ஆய்வு மீண்டும் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், பின்னர் மல்டிமீட்டரின் சுட்டிக்காட்டி நீங்கள் கேட் பின்னைத் தொட்டு டிஸ்சார்ஜ் செய்ததைப் போல திசைதிருப்பாது.

சிறப்பியல்புகள்

N சேனல் MOSFET வடிகால் பண்புகள் மற்றும் பரிமாற்ற பண்புகள் போன்ற இரண்டு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

வடிகால் பண்புகள்

N-channel mosfet இன் வடிகால் பண்புகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன.

• n சேனல் மாஸ்ஃபெட்டின் வடிகால் பண்புகள் வெளியீட்டு மின்னோட்டம் மற்றும் VDS க்கு இடையில் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது, இது Drain to source VDS என அறியப்படுகிறது.
• வரைபடத்தில் நாம் காணக்கூடியது போல, வெவ்வேறு Vgs மதிப்புகளுக்கு, தற்போதைய மதிப்புகளைத் திட்டமிடுகிறோம். எனவே வரைபடத்தில் வடிகால் மின்னோட்டத்தின் வெவ்வேறு அடுக்குகளைக் காணலாம், அதாவது குறைந்த விஜிஎஸ் மதிப்பு, அதிகபட்ச விஜிஎஸ் மதிப்புகள் போன்றவை.
• மேலே உள்ள பண்புகளில், சில வடிகால் மின்னழுத்தத்திற்குப் பிறகு மின்னோட்டம் மாறாமல் இருக்கும். எனவே, MOSFET வேலை செய்ய, வடிகால் மூலத்திற்கான குறைந்தபட்ச மின்னழுத்தம் தேவைப்படுகிறது.
• எனவே, நாம் 'Vgs' ஐ அதிகரிக்கும் போது சேனல் அகலம் அதிகரிக்கப்படும் & இது அதிக ஐடியை (வடிகால் மின்னோட்டம்) விளைவிக்கிறது.

பரிமாற்ற பண்புகள்

N-channel mosfet இன் பரிமாற்ற பண்புகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன.

• பரிமாற்ற பண்புகள் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் (Vgs) மற்றும் வெளியீட்டு மின்னோட்டம் (ID) ஆகியவற்றுக்கு இடையே திட்டமிடப்பட்ட கடத்தல் வளைவு என்றும் அறியப்படுகிறது.
• முதலில், மூல மின்னழுத்தத்திற்கு (Vgs) நுழைவாயில் இல்லாத போதெல்லாம் மைக்ரோ ஆம்ப்களைப் போல மிகக் குறைவான மின்னோட்டம் பாயும்.
• மூல மின்னழுத்தத்திற்கான கேட் நேர்மறையாக இருந்தால், வடிகால் மின்னோட்டம் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது.
• பின்னர், vgs இல் அதிகரிப்பதற்கு சமமான வடிகால் மின்னோட்டத்தில் விரைவான அதிகரிப்பு உள்ளது.
• Id= K (Vgsq- Vtn)^2 மூலம் வடிகால் மின்னோட்டத்தை அடையலாம்.

விண்ணப்பங்கள்

தி n சேனல் mosfe இன் பயன்பாடுகள் t பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது.

• இந்த MOSFETகள் குறைந்த மின்னழுத்த சாதனப் பயன்பாடுகளில் முழுப் பாலம், மற்றும் B6-பிரிட்ஜ் ஏற்பாட்டை மோட்டார் மற்றும் DC மூலத்தைப் பயன்படுத்தி அடிக்கடி பயன்படுத்துகின்றன.
• இந்த MOSFETகள் மோட்டருக்கான எதிர்மறை விநியோகத்தை தலைகீழ் திசையில் மாற்ற உதவியாக இருக்கும்.
• ஒரு n-சேனல் MOSFET செறிவூட்டல் மற்றும் கட்-ஆஃப் பகுதிகளில் செயல்படுகிறது. பின்னர் அது ஒரு மாறுதல் சுற்று போல் செயல்படுகிறது.
• இந்த MOSFET கள் விளக்கு அல்லது LEDயை ஆன்/ஆஃப் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• அதிக தற்போதைய பயன்பாடுகளில் இவை விரும்பப்படுகின்றன.

எனவே, இது என் சேனலின் மேலோட்டத்தைப் பற்றியது mosfet - வேலை பயன்பாடுகளுடன். இதோ உங்களுக்காக ஒரு கேள்வி, p channel mosfet என்றால் என்ன?