பரிமாற்ற பண்புகள்

டிரான்சிஸ்டர்களில் பரிமாற்ற பண்புகள் ஒரு உள்ளீட்டு-கட்டுப்படுத்தும் அளவிற்கு எதிராக ஒரு வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தைத் திட்டமிடுவதைப் புரிந்து கொள்ளலாம், இதன் விளைவாக வரைபடத்தில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள வளைவில் உள்ளீட்டிலிருந்து வெளியீட்டிற்கு மாறிகளின் நேரடி “பரிமாற்றத்தை” வெளிப்படுத்துகிறது.

இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டருக்கு (பிஜேடி), வெளியீட்டு சேகரிப்பான் தற்போதைய ஐசி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உள்ளீட்டு அடிப்படை தற்போதைய ஐபி ஆகியவை அளவுருவால் தொடர்புடையவை என்பதை நாங்கள் அறிவோம் பீட்டா , இது ஒரு பகுப்பாய்விற்கு நிலையானது என்று கருதப்படுகிறது.

கீழே உள்ள சமன்பாட்டைக் குறிப்பிடுகையில், ஐசி மற்றும் ஐபி இடையே ஒரு நேரியல் உறவைக் காணலாம். நாம் ஐபி நிலை 2 எக்ஸ் செய்தால், ஐசியும் விகிதத்தில் இரட்டிப்பாகிறது.

ஆனால் துரதிர்ஷ்டவசமாக, இந்த வசதியான நேரியல் உறவு JFET களில் அவற்றின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு அளவுகளில் அடைய முடியாது. மாறாக, வடிகால் நடப்பு ஐடி மற்றும் கேட் மின்னழுத்த விஜிஎஸ் இடையேயான உறவு வரையறுக்கப்படுகிறது ஷாக்லியின் சமன்பாடு :

இங்கே, ஸ்கொயர் வெளிப்பாடு ஐடி மற்றும் விஜிஎஸ் முழுவதும் நேரியல் அல்லாத பதிலுக்கு காரணமாகிறது, இது விஜிஎஸ் அளவு குறைந்து வருவதால், அதிவேகமாக வளரும் வளைவுக்கு வழிவகுக்கிறது.

டி.சி பகுப்பாய்விற்கு ஒரு கணித அணுகுமுறை செயல்படுத்த எளிதானது என்றாலும், வரைகலை வழிக்கு மேற்கண்ட சமன்பாட்டின் சதித்திட்டம் தேவைப்படலாம்.

இது கேள்விக்குரிய சாதனத்தையும் ஒரே மாதிரியான மாறிகள் தொடர்பான பிணைய சமன்பாடுகளின் சதித்திட்டத்தையும் முன்வைக்க முடியும்.

இரண்டு வளைவுகளின் குறுக்குவெட்டு புள்ளியைப் பார்த்து தீர்வு காணலாம்.

நினைவில் கொள்ளுங்கள், நீங்கள் வரைகலை முறையைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​சாதனம் செயல்படுத்தப்படும் பிணையத்தால் சாதனத்தின் பண்புகள் பாதிக்கப்படாது.

இரண்டு வளைவுகளுக்கிடையேயான குறுக்குவெட்டு மாறும்போது, ​​இது பிணைய சமன்பாட்டையும் மாற்றுகிறது, ஆனால் இது மேலே உள்ள ஈக், 5.3 ஆல் வரையறுக்கப்பட்ட பரிமாற்ற வளைவில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது.

எனவே, பொதுவாக நாம் இதைச் சொல்லலாம்:

ஷாக்லியின் சமன்பாட்டால் வரையறுக்கப்பட்ட பரிமாற்ற பண்பு சாதனம் செயல்படுத்தப்படும் பிணையத்தால் பாதிக்கப்படாது.

ஷாக்லியின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி அல்லது பரிமாற்ற பண்புகளைப் பயன்படுத்தி பரிமாற்ற வளைவைப் பெறலாம் படம் 5.10 இல் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது

கீழே உள்ள படத்தில், இரண்டு வரைபடங்களைக் காணலாம். செங்குத்து கோடு இரண்டு வரைபடங்களுக்கான மில்லியம்பீர்களை அளவிடும்.

ஒரு வரைபடம் வடிகால் நடப்பு ஐடிக்கு எதிராக வடிகால்-க்கு-மூல மின்னழுத்த வி.டி.எஸ், இரண்டாவது வரைபடம் வடிகால் மின்னோட்டத்திற்கு எதிராக கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம் அல்லது ஐடி Vs வி.ஜி.எஸ்.

'Y' அச்சின் வலது பக்கத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள வடிகால் பண்புகளின் உதவியுடன், VGS = 0 V எனக் காட்டப்பட்டுள்ள வளைவின் செறிவுப் பகுதியிலிருந்து தொடங்கி ஐடியாகக் காட்டப்படும் அச்சு வரை கிடைமட்ட கோட்டை வரைய முடிகிறது.

இரண்டு வரைபடங்களுக்கான தற்போதைய நிலைகள் ஐ.டி.எஸ்.எஸ்.

ஐடி vs விஜிஎஸ் வளைவின் குறுக்குவெட்டு புள்ளி கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் செங்குத்து அச்சு விஜிஎஸ் = 0 வி என வரையறுக்கப்படுகிறது

வடிகால் பண்புகள் ஒரு வடிகால் வெளியீட்டு அளவிற்கும் மற்றொரு வடிகால் வெளியீட்டு அளவிற்கும் இடையிலான உறவைக் காட்டுகின்றன என்பதை நினைவில் கொள்க, இதில் இரண்டு அச்சுகளும் MOSFET பண்புகளின் ஒரே பகுதியில் உள்ள மாறிகள் மூலம் விளக்கப்படுகின்றன.

எனவே, பரிமாற்ற பண்புகள் ஒரு அளவு அல்லது உள்ளீட்டு கட்டுப்பாட்டாக செயல்படும் ஒரு சமிக்ஞைக்கு எதிராக ஒரு மோஸ்ஃபெட் வடிகால் மின்னோட்டத்தின் சதி என வரையறுக்கப்படுகிறது.

இதன் விளைவாக படம் 5.15 இன் இடதுபுறத்தில் வளைவு பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​உள்ளீடு / வெளியீட்டு மாறிகள் முழுவதும் நேரடி 'பரிமாற்றம்' ஏற்படுகிறது. இது ஒரு நேரியல் உறவாக இருந்திருந்தால், ஐடி vs விஜிஎஸ் சதி ஐடிஎஸ்எஸ் மற்றும் விபி முழுவதும் ஒரு நேர் கோட்டாக இருந்திருக்கும்.

இருப்பினும், இது வி.ஜி.எஸ் வடிகால் பண்புகள் மீது அடியெடுத்து வைப்பதற்கு இடையிலான செங்குத்து இடைவெளி காரணமாக ஒரு பரவளைய வளைவில் விளைகிறது, இது வி.ஜி.எஸ் பெருகிய முறையில் எதிர்மறையாக இருப்பதால் படம் 5.15 இல் கணிசமான அளவிற்கு குறைகிறது.

VGS = 0 V மற்றும் VGS = -1V க்கு இடையிலான இடத்தை VS = -3 V மற்றும் பிஞ்ச்-ஆஃப் இடையே உள்ள இடத்துடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், வித்தியாசம் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதைக் காண்கிறோம், இது ஐடி மதிப்புக்கு மிகவும் வித்தியாசமானது என்றாலும்.

ஐடி அச்சு வரை விஜிஎஸ் = -1 வி வளைவிலிருந்து கிடைமட்ட கோட்டை வரைந்து, பின்னர் அதை மற்ற அச்சுக்கு நீட்டிப்பதன் மூலம் பரிமாற்ற வளைவின் மற்றொரு புள்ளியை நாம் அடையாளம் காண முடியும்.

ஐடி = 4.5 எம்ஏ இருக்கும்போது பரிமாற்ற வளைவின் கீழ் அச்சில் விஜிஎஸ் = - 1 வி என்பதைக் கவனியுங்கள்.

VGS = 0 V மற்றும் -1 V இல் உள்ள ஐடி வரையறையில், ஐடியின் செறிவு நிலைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் ஓமிக் பகுதி புறக்கணிக்கப்படுகிறது.

VGS = -2 V மற்றும் - 3V உடன் மேலும் முன்னேறி, பரிமாற்ற வளைவு சதித்திட்டத்தை முடிக்க முடிகிறது.

ஷாக்லியின் சமன்பாட்டை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது

ஐடிஎஸ்எஸ் மற்றும் விபி மதிப்புகள் வழங்கப்பட்டால், ஷாக்லியின் சமன்பாட்டை (ஈக் .5.3) பயன்படுத்துவதன் மூலம் படம் 5.15 பரிமாற்ற வளைவை நீங்கள் நேரடியாக அடையலாம்.

ஐடிஎஸ்எஸ் மற்றும் விபி நிலைகள் இரண்டு அச்சுகளுக்கான வளைவின் வரம்புகளை வரையறுக்கின்றன, மேலும் சில இடைநிலை புள்ளிகளின் சதித்திட்டத்தை மட்டுமே அவசியமாக்குகின்றன.

உண்மையானது ஷாக்லியின் சமன்பாடு படம் 5.15 இன் பரிமாற்ற வளைவின் ஆதாரமாக Eq.5.3 ஒரு குறிப்பிட்ட மாறியின் சில தனித்துவமான நிலைகளை ஆய்வு செய்வதன் மூலமும், பிற மாறியின் தொடர்புடைய அளவை பின்வரும் வழியில் அடையாளம் காண்பதன் மூலமும் முழுமையாக வெளிப்படுத்தலாம்:

இது படம் 5.15 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சதித்திட்டத்துடன் பொருந்துகிறது.

மேலே உள்ள கணக்கீடுகளில் விஜிஎஸ் மற்றும் விபிக்கான எதிர்மறை அறிகுறிகள் எவ்வளவு கவனமாக நிர்வகிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் கவனியுங்கள். ஒரு எதிர்மறை அறிகுறியைக் கூட காணவில்லை என்பது முற்றிலும் தவறான முடிவுக்கு வழிவகுக்கும்.

மேலேயுள்ள கலந்துரையாடலில் இருந்து தெளிவாகத் தெரிகிறது, எங்களிடம் ஐடிஎஸ்எஸ் மற்றும் விபி மதிப்புகள் இருந்தால் (அவை தரவுத்தாள் இருந்து குறிப்பிடப்படலாம்), விஜிஎஸ் எந்த அளவிற்கும் ஐடியின் மதிப்பை விரைவாக தீர்மானிக்க முடியும்.

மறுபுறம், நிலையான இயற்கணிதத்தின் மூலம் நாம் ஒரு சமன்பாட்டை (Eq.5.3 வழியாக) பெறலாம், இதன் விளைவாக ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான ஐடிக்கு VGS நிலை கிடைக்கும்.

இதைப் பெறுவதற்கு இது மிகவும் எளிமையாக பெறப்படலாம்:

படம் 5.15 உடன் பொருந்தக்கூடிய பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு MOSFET க்கு 4.5 mA இன் வடிகால் மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் VGS அளவை தீர்மானிப்பதன் மூலம் மேலே உள்ள சமன்பாட்டை இப்போது சரிபார்க்கலாம்.

படம் 5.15 உடன் ஒத்துப்போவதால் முடிவு சமன்பாட்டை சரிபார்க்கிறது.

சுருக்கெழுத்து முறையைப் பயன்படுத்துதல்

பரிமாற்ற வளைவை நாம் அடிக்கடி திட்டமிட வேண்டும் என்பதால், வளைவைத் திட்டமிடுவதற்கான சுருக்கெழுத்து நுட்பத்தைப் பெறுவது வசதியாக இருக்கும். ஒரு விரும்பத்தக்க முறை என்னவென்றால், துல்லியத்தில் சமரசம் செய்யாமல், வளைவை விரைவாகவும் திறமையாகவும் திட்டமிட பயனரை அனுமதிக்கிறது.

நாம் மேலே கற்றுக்கொண்ட 5.3 சமன்பாடு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, குறிப்பிட்ட விஜிஎஸ் அளவுகள் ஐடியின் அளவை உருவாக்குகின்றன, அவை பரிமாற்ற வளைவை வரையும்போது சதி புள்ளிகளாகப் பயன்படுத்துவதை நினைவில் கொள்ளலாம். விஞ்சிஸை பிஞ்ச்-ஆஃப் மதிப்பு VP இன் 1/2 எனக் குறிப்பிட்டால், இதன் விளைவாக வரும் ஐடி அளவை ஷாக்லியின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி பின்வரும் முறையில் தீர்மானிக்க முடியும்:

மேலே குறிப்பிட்ட சமன்பாடு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான வி.பிக்கு உருவாக்கப்படவில்லை என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். VGS = VP / 2 இருக்கும் வரை அனைத்து VP நிலைகளுக்கும் சமன்பாடு ஒரு பொதுவான வடிவமாகும். கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம் பிஞ்ச்-ஆஃப் மதிப்பை விட 50% குறைவான மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும் வரை வடிகால் மின்னோட்டம் எப்போதும் செறிவு நிலை ஐடிஎஸ்எஸ்ஸில் 1/4 ஆக இருக்கும் என்று சமன்பாட்டின் முடிவு தெரிவிக்கிறது.

படம் 5.15 இன் படி VGS = VP / 2 = -4V / 2 = -2V க்கான ஐடியின் நிலை என்பதை நினைவில் கொள்க.

ஐடி = ஐடிஎஸ்எஸ் / 2 ஐத் தேர்ந்தெடுத்து அதை ஈக் .5.6 க்கு மாற்றினால் பின்வரும் முடிவுகளைப் பெறுகிறோம்:

மேலும் எண் புள்ளிகளை நிறுவ முடியும் என்றாலும், மேலே அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளபடி, கீழே உள்ள அட்டவணை 5.1 இல் 4 சதி புள்ளிகளை மட்டுமே பயன்படுத்தி பரிமாற்ற வளைவை வரைவதன் மூலம் போதுமான அளவு துல்லியத்தை அடைய முடியும்.

பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், வி.ஜி.எஸ் = வி.பி / 2 ஐப் பயன்படுத்தி சதி புள்ளியை மட்டுமே நாம் பயன்படுத்தலாம், அதே நேரத்தில் ஐ.டி.எஸ்.எஸ் மற்றும் வி.பியில் உள்ள அச்சு குறுக்குவெட்டுகள் பெரும்பாலான பகுப்பாய்வுகளுக்கு போதுமான நம்பகமான வளைவை நமக்கு வழங்கும்.