MOSFET ನ ಮೂಲಭೂತ ತಿಳುವಳಿಕೆ

MOSFET, ಮೆಟಲ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಇದು ಮೂರು-ಟರ್ಮಿನಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಪ್ರವಾಹದ ಹರಿವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. MOSFET ನ ಮೂಲಭೂತ ಅವಲೋಕನವನ್ನು ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾಗಿದೆ:

 

1. ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ ಮತ್ತು ವರ್ಗೀಕರಣ

 

- ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ: MOSFET ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಡ್ರೈನ್ ಮತ್ತು ಮೂಲದ ನಡುವಿನ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಗೇಟ್ ಅನ್ನು ಮೂಲದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ಸುಲೇಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳ ಪದರದಿಂದ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್) ಹರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಇದನ್ನು ಇನ್ಸುಲೇಟೆಡ್ ಗೇಟ್ ಫೀಲ್ಡ್-ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

- ವರ್ಗೀಕರಣ: ವಾಹಕ ಚಾನಲ್‌ನ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ MOSFET ಗಳನ್ನು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ:

- N-ಚಾನೆಲ್ ಮತ್ತು P-ಚಾನೆಲ್ MOSFET ಗಳು: ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ.

- ವರ್ಧನೆ-ಮೋಡ್ ಮತ್ತು ಡಿಪ್ಲಿಶನ್-ಮೋಡ್ MOSFET ಗಳು: ವಾಹಕ ಚಾನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಪ್ರಭಾವದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, MOSFET ಗಳನ್ನು ನಾಲ್ಕು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ: N-ಚಾನೆಲ್ ವರ್ಧನೆ-ಮೋಡ್, N-ಚಾನೆಲ್ ಡಿಪ್ಲಿಶನ್-ಮೋಡ್, P-ಚಾನಲ್ ವರ್ಧನೆ-ಮೋಡ್ ಮತ್ತು P-ಚಾನಲ್ ಡಿಪ್ಲೀಶನ್-ಮೋಡ್.

 

2. ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕೆಲಸದ ತತ್ವ

 

- ರಚನೆ: MOSFET ಮೂರು ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಗೇಟ್ (G), ಡ್ರೈನ್ (D), ಮತ್ತು ಮೂಲ (S). ಲಘುವಾಗಿ ಡೋಪ್ ಮಾಡಿದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ, ಅರೆವಾಹಕ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ಡೋಪ್ಡ್ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಡ್ರೈನ್ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಅವಾಹಕ ಪದರದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಗೇಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಿಂದ ಮೇಲಿರುತ್ತದೆ.

 

- ವರ್ಕಿಂಗ್ ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್: N-ಚಾನೆಲ್ ವರ್ಧನೆ-ಮೋಡ್ MOSFET ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ, ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಶೂನ್ಯವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಡ್ರೈನ್ ಮತ್ತು ಮೂಲದ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಇರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ಯಾವುದೇ ಪ್ರವಾಹವು ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಿತಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ("ಟರ್ನ್-ಆನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್" ಅಥವಾ "ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್" ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ), ಗೇಟ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಇನ್ಸುಲೇಟಿಂಗ್ ಲೇಯರ್ ತಲಾಧಾರದಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿ ವಿಲೋಮ ಪದರವನ್ನು (ಎನ್-ಟೈಪ್ ತೆಳುವಾದ ಪದರ) ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. , ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುವುದು. ಇದು ಡ್ರೈನ್ ಮತ್ತು ಮೂಲದ ನಡುವೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ನ ಅಗಲ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಡ್ರೈನ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

 

3. ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

 

- ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ: ಗೇಟ್ ಅನ್ನು ಮೂಲದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಇನ್ಸುಲೇಟಿಂಗ್ ಲೇಯರ್‌ನಿಂದ ಡ್ರೈನ್ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, MOSFET ನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

- ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ: MOSFET ಗಳು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ, ಕಠಿಣ ಶಬ್ದದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

- ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ: MOSFET ಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

- ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ: MOSFET ಗಳು ಆನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ ಎರಡರಲ್ಲೂ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಕಡಿಮೆ-ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

- ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸ್ಪೀಡ್: ವೋಲ್ಟೇಜ್-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಸಾಧನಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ, MOSFET ಗಳು ವೇಗದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

 

4. ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರದೇಶಗಳು

 

MOSFET ಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು, ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಸಂವಹನ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವು ಆಂಪ್ಲಿಫಿಕೇಶನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು, ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ರೆಗ್ಯುಲೇಷನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನವುಗಳಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಸಿಗ್ನಲ್ ವರ್ಧನೆ, ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ಥಿರೀಕರಣದಂತಹ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ.

 

ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, MOSFET ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾದ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ.