MOSFET ಗಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಏಕೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ?

MOSFET ಗಳನ್ನು (ಮೆಟಲ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು) ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಸಾಧನಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಡ್ರೈನ್ ಕರೆಂಟ್ (ಐಡಿ) ಮೇಲೆ ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (ವಿಜಿಎಸ್) ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ, ಬದಲಿಗೆ ಅದನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ BJT ಗಳು). ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಸಾಧನವಾಗಿ MOSFET ನ ವಿವರವಾದ ವಿವರಣೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ:

ಕೆಲಸದ ತತ್ವ

ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಣ:MOSFET ನ ಹೃದಯವು ಅದರ ಗೇಟ್, ಮೂಲ ಮತ್ತು ಒಳಚರಂಡಿ ಮತ್ತು ಗೇಟ್‌ನ ಕೆಳಗೆ ಒಂದು ನಿರೋಧಕ ಪದರ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್) ನಡುವಿನ ರಚನೆಯಲ್ಲಿದೆ. ಗೇಟ್‌ಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರೋಧಕ ಪದರದ ಕೆಳಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಮೂಲ ಮತ್ತು ಡ್ರೈನ್ ನಡುವಿನ ಪ್ರದೇಶದ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ.

ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ರಚನೆ:N-ಚಾನೆಲ್ MOSFET ಗಳಿಗೆ, ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vgs ಸಾಕಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿರುವಾಗ (ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vt ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯದ ಮೇಲೆ), ಗೇಟ್‌ನ ಕೆಳಗಿನ P- ಮಾದರಿಯ ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನಿರೋಧಕ ಪದರದ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಆಕರ್ಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ, N- ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಮೂಲ ಮತ್ತು ಡ್ರೈನ್ ನಡುವೆ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ಅನ್ನು ಟೈಪ್ ಮಾಡಿ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, Vgs Vt ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ರಚನೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು MOSFET ಕಟ್ಆಫ್‌ನಲ್ಲಿದೆ.

ಡ್ರೈನ್ ಕರೆಂಟ್ ನಿಯಂತ್ರಣ:ಡ್ರೈನ್ ಕರೆಂಟ್ ಐಡಿಯ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Vgs ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ Vgs, ವ್ಯಾಪಕವಾದ ವಾಹಕ ಚಾನಲ್ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಡ್ರೈನ್ ಕರೆಂಟ್ ಐಡಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. ಈ ಸಂಬಂಧವು MOSFET ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಧನವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಪೈಜೊ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು

ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ:MOSFET ನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಗೇಟ್ ಮತ್ತು ಸೋರ್ಸ್ ಡ್ರೈನ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಅವಾಹಕ ಪದರದಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವುದರಿಂದ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗೇಟ್ ಪ್ರವಾಹವು ಬಹುತೇಕ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ:MOSFET ಗಳು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಯುನಿಪೋಲಾರ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ವಹನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ.

ವೇಗದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗ:MOSFET ಗಳು ವೋಲ್ಟೇಜ್-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಸಾಧನಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅವುಗಳ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಹೋಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ:ಆನ್ ಸ್ಟೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ, MOSFET ನ ಡ್ರೈನ್-ಸೋರ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ (RDS(on)) ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಕಟ್ಆಫ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಗೇಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಬಹುತೇಕ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.

ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ, MOSFET ಗಳನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಸಾಧನಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವವು ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಿಂದ ಡ್ರೈನ್ ಪ್ರವಾಹದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಈ ವೋಲ್ಟೇಜ್-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು MOSFET ಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ, ವೇಗದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.