MOSFET ची मूलभूत समज

MOSFET, मेटल ऑक्साईड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टरसाठी लहान, हे तीन-टर्मिनल सेमीकंडक्टर उपकरण आहे जे विद्युत् प्रवाह नियंत्रित करण्यासाठी इलेक्ट्रिक फील्ड इफेक्ट वापरते. खाली MOSFET चे मूलभूत विहंगावलोकन आहे:

1. व्याख्या आणि वर्गीकरण

- व्याख्या: MOSFET हे सेमीकंडक्टर उपकरण आहे जे गेट व्होल्टेज बदलून ड्रेन आणि स्त्रोत यांच्यातील प्रवाहकीय वाहिनी नियंत्रित करते. गेट स्त्रोतापासून इन्सुलेट केले जाते आणि इन्सुलेट सामग्री (सामान्यत: सिलिकॉन डायऑक्साइड) च्या थराने काढून टाकले जाते, म्हणूनच त्याला इन्सुलेटेड गेट फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर म्हणून देखील ओळखले जाते.

- वर्गीकरण: MOSFET चे प्रवाहकीय चॅनेलच्या प्रकारावर आणि गेट व्होल्टेजच्या प्रभावावर आधारित वर्गीकरण केले जाते:

- एन-चॅनेल आणि पी-चॅनेल MOSFETs: प्रवाहकीय चॅनेलच्या प्रकारावर अवलंबून.

- एन्हांसमेंट-मोड आणि डिप्लेशन-मोड MOSFETs: प्रवाहकीय वाहिनीवर गेट व्होल्टेजच्या प्रभावावर आधारित. म्हणून, MOSFET चे चार प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले आहे: N-चॅनेल एन्हांसमेंट-मोड, N-चॅनेल डिप्लेशन-मोड, P-चॅनेल एन्हांसमेंट-मोड आणि P-चॅनेल डिप्लेशन-मोड.

2. रचना आणि कार्य तत्त्व

- रचना: MOSFET मध्ये तीन मूलभूत घटक असतात: गेट (G), ड्रेन (D), आणि स्त्रोत (S). हलक्या डोप केलेल्या सेमीकंडक्टर सब्सट्रेटवर, सेमीकंडक्टर प्रक्रिया तंत्राद्वारे उच्च डोप केलेले स्त्रोत आणि निचरा क्षेत्र तयार केले जातात. हे क्षेत्र एका इन्सुलेटिंग लेयरने वेगळे केले जातात, जे गेट इलेक्ट्रोडद्वारे शीर्षस्थानी असते.

- कार्याचे तत्त्व: N-चॅनेल एन्हांसमेंट-मोड MOSFET उदाहरण म्हणून घेता, जेव्हा गेट व्होल्टेज शून्य असते, तेव्हा ड्रेन आणि स्त्रोत यांच्यामध्ये कोणतेही प्रवाहकीय वाहिनी नसते, त्यामुळे विद्युत प्रवाह वाहू शकत नाही. जेव्हा गेट व्होल्टेज एका ठराविक थ्रेशोल्डपर्यंत वाढते (ज्याला "टर्न-ऑन व्होल्टेज" किंवा "थ्रेशोल्ड व्होल्टेज" असे संबोधले जाते), तेव्हा गेटच्या खाली इन्सुलेटिंग लेयर सब्सट्रेटमधून इलेक्ट्रॉन्सला आकर्षून घेते आणि उलथापालथ थर बनवते (N-प्रकार पातळ थर) , एक प्रवाहकीय चॅनेल तयार करणे. हे ड्रेन आणि स्रोत दरम्यान प्रवाह प्रवाह करण्यास अनुमती देते. या प्रवाहकीय वाहिनीची रुंदी, आणि म्हणूनच ड्रेन करंट, गेट व्होल्टेजच्या विशालतेद्वारे निर्धारित केले जाते.

3. मुख्य वैशिष्ट्ये

- उच्च इनपुट प्रतिबाधा: गेट स्त्रोतापासून इन्सुलेटेड असल्याने आणि इन्सुलेटिंग लेयरद्वारे निचरा केला जात असल्याने, MOSFET ची इनपुट प्रतिबाधा खूप जास्त आहे, ज्यामुळे ते उच्च-प्रतिबाधा सर्किटसाठी योग्य बनते.

- कमी आवाज: MOSFETs ऑपरेशन दरम्यान तुलनेने कमी आवाज निर्माण करतात, त्यांना कडक आवाज आवश्यकता असलेल्या सर्किटसाठी आदर्श बनवतात.

- चांगली थर्मल स्थिरता: MOSFET मध्ये उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता असते आणि ते तापमानाच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये प्रभावीपणे कार्य करू शकतात.

- कमी उर्जा वापर: MOSFET चालू आणि बंद अशा दोन्ही स्थितींमध्ये खूप कमी वीज वापरतात, ज्यामुळे ते कमी-पॉवर सर्किटसाठी योग्य बनतात.

- उच्च स्विचिंग स्पीड: व्होल्टेज-नियंत्रित उपकरणे असल्याने, MOSFETs वेगवान स्विचिंग गती देतात, ज्यामुळे ते उच्च-फ्रिक्वेंसी सर्किट्ससाठी आदर्श बनतात.

4. अर्ज क्षेत्रे

MOSFET चा वापर विविध इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, विशेषत: एकात्मिक सर्किट्स, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, कम्युनिकेशन उपकरणे आणि संगणकांमध्ये. ते ॲम्प्लिफिकेशन सर्किट्स, स्विचिंग सर्किट्स, व्होल्टेज रेग्युलेशन सर्किट्स आणि बरेच काही मध्ये मूलभूत घटक म्हणून काम करतात, सिग्नल ॲम्प्लीफिकेशन, स्विचिंग कंट्रोल आणि व्होल्टेज स्थिरीकरण यासारखी कार्ये सक्षम करतात.

सारांश, MOSFET हे एक अत्यावश्यक सेमीकंडक्टर उपकरण आहे ज्यामध्ये अद्वितीय रचना आणि उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये आहेत. हे अनेक क्षेत्रांमधील इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.