എന്തിനാണ് MOSFET വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിക്കുന്നത്?

MOSFET-കളെ (മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് സെമികണ്ടക്റ്റർ ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ) വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത ഉപകരണങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കാരണം അവയുടെ പ്രവർത്തന തത്വം പ്രധാനമായും ഡ്രെയിൻ കറൻ്റിന് (ഐഡി) മേൽ ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജിൻ്റെ (Vgs) നിയന്ത്രണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ബൈപോളാർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ കാര്യമാണ് (ബിജെടികൾ പോലുള്ളവ). വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത ഉപകരണമെന്ന നിലയിൽ MOSFET-ൻ്റെ വിശദമായ വിശദീകരണം ഇനിപ്പറയുന്നതാണ്:

പ്രവർത്തന തത്വം

ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രണം:MOSFET ൻ്റെ ഹൃദയം അതിൻ്റെ ഗേറ്റിനും ഉറവിടത്തിനും ഡ്രെയിനിനും ഇടയിലുള്ള ഘടനയിലും ഗേറ്റിന് താഴെയുള്ള ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയിലും (സാധാരണയായി സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ്) സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. ഗേറ്റിലേക്ക് ഒരു വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിക്ക് താഴെ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഈ ഫീൽഡ് ഉറവിടത്തിനും ഡ്രെയിനിനുമിടയിലുള്ള പ്രദേശത്തിൻ്റെ ചാലകതയെ മാറ്റുന്നു.

ചാലക ചാനൽ രൂപീകരണം:N-ചാനൽ MOSFET-കൾക്കായി, ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് Vgs ആവശ്യത്തിന് ഉയർന്നതായിരിക്കുമ്പോൾ (ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് Vt എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക മൂല്യത്തിന് മുകളിൽ), ഗേറ്റിന് താഴെയുള്ള P-ടൈപ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയുടെ അടിവശത്തേക്ക് ആകർഷിക്കപ്പെടുകയും N- രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉറവിടത്തിനും ഡ്രെയിനിനുമിടയിൽ ചാലകത അനുവദിക്കുന്ന തരത്തിലുള്ള ചാലക ചാനൽ. നേരെമറിച്ച്, Vt-നേക്കാൾ Vgs കുറവാണെങ്കിൽ, ചാലക ചാനൽ രൂപപ്പെടില്ല, കൂടാതെ MOSFET കട്ട്ഓഫിലാണ്.

ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് നിയന്ത്രണം:ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് ഐഡിയുടെ വലിപ്പം പ്രധാനമായും നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് Vgs ആണ്. Vgs കൂടുന്തോറും, ചാലക ചാനൽ രൂപപ്പെടുകയും, ഡ്രെയിൻ കറൻ്റ് ഐഡി വലുതാകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ബന്ധം വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത നിലവിലെ ഉപകരണമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ MOSFET-നെ അനുവദിക്കുന്നു.

പീസോ സ്വഭാവ ഗുണങ്ങൾ

ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ്:ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ ഉപയോഗിച്ച് ഗേറ്റും സോഴ്സ്-ഡ്രെയിൻ മേഖലയും ഒറ്റപ്പെടുത്തുന്നത് കാരണം MOSFET-ൻ്റെ ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ് വളരെ ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ഗേറ്റ് കറൻ്റ് ഏതാണ്ട് പൂജ്യമാണ്, ഇത് ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ് ആവശ്യമുള്ള സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഇത് ഉപയോഗപ്രദമാക്കുന്നു.

കുറഞ്ഞ ശബ്ദം:MOSFET-കൾ പ്രവർത്തന സമയത്ത് താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ശബ്‌ദം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും അവയുടെ ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസും യൂണിപോളാർ കാരിയർ ചാലക സംവിധാനവും കാരണം.

അതിവേഗ സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത:MOSFET-കൾ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത ഉപകരണങ്ങളായതിനാൽ, അവയുടെ സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത സാധാരണയായി ബൈപോളാർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, അവ സ്വിച്ചിംഗ് സമയത്ത് ചാർജ് സ്റ്റോറേജ്, റിലീസ് പ്രക്രിയയിലൂടെ കടന്നുപോകേണ്ടതുണ്ട്.

കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം:ഓൺ സ്റ്റേറ്റിൽ, MOSFET-ൻ്റെ ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് റെസിസ്റ്റൻസ് (RDS(on)) താരതമ്യേന കുറവാണ്, ഇത് വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. കൂടാതെ, കട്ട്ഓഫ് അവസ്ഥയിൽ, ഗേറ്റ് കറൻ്റ് ഏതാണ്ട് പൂജ്യമായതിനാൽ സ്റ്റാറ്റിക് പവർ ഉപഭോഗം വളരെ കുറവാണ്.

ചുരുക്കത്തിൽ, MOSFET-കളെ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത ഉപകരണങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കാരണം അവയുടെ പ്രവർത്തന തത്വം ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജിൻ്റെ ഡ്രെയിൻ കറൻ്റിൻ്റെ നിയന്ത്രണത്തെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു. ഈ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത സ്വഭാവം, ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ്, കുറഞ്ഞ ശബ്‌ദം, ഫാസ്റ്റ് സ്വിച്ചിംഗ് സ്പീഡ്, കുറഞ്ഞ പവർ ഉപഭോഗം എന്നിവ ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ മോസ്‌ഫെറ്റുകളെ വൈവിധ്യമാർന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.