MOSFET क्या है: कार्य करना और उसके अनुप्रयोग

MOSFET एक मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर है जो फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (FET) की श्रेणी में आता है। इन ट्रांजिस्टर का व्यापक रूप से प्रवर्धन और उपकरणों के स्विचिंग से संबंधित अनुप्रयोगों की किस्मों के तहत उपयोग किया जाता है। इसके निर्माण के कारण MOSFET's छोटे आकार में उपलब्ध हैं। इसमें एक स्रोत, नाली, गेट और ट्रांजिस्टर के सबस्ट्रेट इसके टर्मिनल के रूप में होते हैं। एनालॉग के सर्किट्री के लिए या यह डिजिटल हो, यह व्यापक रूप से पसंदीदा ट्रांजिस्टर है। रिक्तीकरण क्षेत्र की चौड़ाई में भिन्नता और वाहकों की बहुसंख्यक सांद्रता के प्रवाह के आधार पर MOSFET की कार्यप्रणाली को रिक्तीकरण प्रकार और वृद्धि प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया गया है। MOSFET क्या है? एक FET जिसे गेट टर्मिनल से अपमानित किया जा रहा है। सब्सट्रेट जो या तो पी-टाइप या एन-टाइप सामग्री है, उसे मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर कहा जाता है। गेट टर्मिनल जो एक धातु का टुकड़ा है, सिलिकॉन डाइऑक्साइड (Si02) जैसी सामग्री से अछूता रहता है। इन MOSFETs की कार्यप्रणाली गेट-सोर्स वोल्टेज के आधार पर चैनलों के माध्यम से आवेशों के संचालन पर निर्भर करती है। MOSFETs के प्रकार सबसे पहले चैनल के प्रकार के आधार पर इसे p-चैनल या n-चैनल MOSFETs के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। ट्रांजिस्टर में चैनल की उपस्थिति MOSFET को दो अलग-अलग मोड में संचालित करने के लिए बनाती है। यदि चैनल मौजूद है और एक बार पूर्वाग्रह प्रदान करने के बाद यह आचरण करना शुरू कर देता है तो इसे कमी मोड के रूप में जाना जाता है। पूर्वाग्रह के कारण यदि चैनल बनाया जाता है और फिर चालन शुरू होता है तो इसे एन्हांसमेंट मोड कहा जाता है। (1) एन्हांसमेंट मोड वोल्टेज का अनुप्रयोग डिवाइस को ऑन मोड में बदल देता है जिसे एन्हांसमेंट मोड के रूप में जाना जाता है। आम तौर पर, यह एक खुले स्विच के समान विशेषताओं के लिए जाना जाता है। (2) कमी मोड इस मोड में, वोल्टेज का अनुप्रयोग डिवाइस को ऑफ मोड में बदल देता है। इसलिए ये मोड विशेषताएँ बंद स्विच के बराबर हैं। MOSFET प्रतीक MOSFET के प्रतीक में टर्मिनल होते हैं और बायसिंग की स्थिति के आधार पर चैनलों का प्रतिनिधित्व होता है और जिस तरह से चैनल इस पर प्रतिक्रिया करता है, वह डिवाइस को चार्ज कैरियर्स के प्रवाह का संचालन करने के लिए बनाता है। नीचे दिए गए प्रतीकों में तीर की दिशा आवेश वाहकों के प्रवाह की दिशा को दर्शाती है। एन-चैनल प्रकार में यह गेट की ओर बाहर की ओर बहती है और पी-चैनल प्रकार में यह गेट टर्मिनल से अंदर की ओर बहती है। एन-चैनल डिप्लेशन और एन्हांसमेंट प्रकार के लिए प्रतीक MOSFET की संरचना MOSFET की संरचना अधिकांश चार्ज वाहकों के प्रभाव पर अत्यधिक निर्भर है। इसलिए यह जेएफईटी की संरचना की तुलना में इस प्रकार की संरचना की डिजाइनिंग को काफी कठिन बना देता है। इस MOSFET में विद्युत क्षेत्र का निर्माण या तो वृद्धि या कमी पूरी तरह से टर्मिनल गेट पर लगाए गए वोल्टेज पर निर्भर करता है जो बदले में चैनल पर निर्भर करता है। यदि यह p-चैनल है तो वाहकों की अधिकांश सांद्रता छिद्र होगी और n-प्रकार के लिए वाहकों की अधिकांश सांद्रता इलेक्ट्रॉन हैं। टर्मिनल गेट पर लगाए गए बायसिंग के आधार पर ट्रांजिस्टर संचालित होता है। यदि कोई संवाहक वोल्टेज प्रदान नहीं किया जाता है, तो उस स्थिति में, यह गैर-संचालन मोड में रहेगा। इसलिए इन्हें आमतौर पर उपकरणों को स्विच करने में प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह डिवाइस को बायसिंग के आधार पर चालू या बंद करने के लिए बनाता है। थ्रेशोल्ड वोल्टेज गेट और स्रोत टर्मिनल के बीच लगाया जाने वाला वोल्टेज जिस पर डिवाइस चालू या बंद होता है उसे थ्रेशोल्ड वोल्टेज कहा जाता है और इसे गेट वोल्टेज के रूप में भी जाना जाता है। एमओएसएफईटी वर्किंग एमओएसएफईटी काम कर रहा है टर्मिनलों के बीच मौजूद चैनल पर अत्यधिक निर्भर है। पी-टाइप चैनल की उपस्थिति ट्रांजिस्टर चालन को इसके बहुसंख्यक आवेश वाहकों के कारण संभव बनाती है जिन्हें छेद कहा जाता है। एन-टाइप चैनल में, ट्रांजिस्टर चालकता उनके बहुमत चार्ज सांद्रता पर आधारित होती है जिसे इलेक्ट्रॉनों के रूप में जाना जाता है। (1) पी-चैनल इस प्रकार के एमओएसएफईटी में, स्रोत और नाली को पी-टाइप सामग्री के साथ अत्यधिक डोप किया जाता है और उनके पास है बहुत हल्के ढंग से डोप किया गया एन-टाइप सब्सट्रेट। जब नाली और स्रोत के बीच की जगह को पी-प्रकार की अशुद्धियों से भर दिया जाता है जो स्रोत और नाली के बीच एक चैनल बन जाता है तो यह एक पी-प्रकार की कमी मोड एमओएसएफईटी है और यदि चैनल के आवेदन द्वारा नाली और स्रोत के बीच चैनल बनता है गेट वोल्टेज तो यह पी-टाइप एन्हांसमेंट मोड है MOSFET.P-चैनल एन्हांसमेंट मोड वर्किंग यहां गेट टर्मिनल पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू होने पर डिवाइस का संचालन शुरू हो जाता है। जब एन-टाइप में अल्पसंख्यक वाहक वाले सभी छिद्रों पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू होता है तो गेट टर्मिनल की ओर बढ़ता है। लेकिन रास्ते में, उनमें से कुछ कुछ इलेक्ट्रॉनों के साथ जुड़ जाते हैं जो कि पी-टाइप ड्रेन और स्रोत में अल्पसंख्यक वाहक होते हैं। लेकिन एक विशेष वोल्टेज पर जिसे थ्रेशोल्ड वोल्टेज के रूप में जाना जाता है, छेद पुनर्संयोजन को दूर करने में सक्षम होंगे जिसके परिणामस्वरूप नाली और स्रोत के बीच चैनल का निर्माण होगा। इस स्थिति के तहत जब ड्रेन टर्मिनल पर एक नकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है तो डिवाइस का संचालन शुरू हो जाता है। चूँकि यहाँ बना चैनल छिद्रों का है इसलिए इसे P-चैनल एन्हांसमेंट MOSFET कहा जाता है।  पी-चैनल एन्हांसमेंट एमओएसएफईटीपी-चैनल डिप्लेशन मोड काम करना इस मोड में जब गेट वोल्टेज शून्य होता है और जब नाली और स्रोत के बीच एक नकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है तो नकारात्मक वोल्टेज के कारण छेद नाली की ओर बढ़ने लगते हैं और डिवाइस का संचालन शुरू हो जाता है। जब गेट टर्मिनल पर एक सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है तो पी चैनल में छेद एन-टाइप सब्सट्रेट की ओर धकेल दिए जाते हैं और एन-टाइप सब्सट्रेट में इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्संयोजन शुरू करते हैं। जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, पुनर्संयोजन की संख्या बढ़ जाती है और इसके परिणामस्वरूप चार्ज कैरियर्स (छेद) कम हो जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप ड्रेन करंट कम हो जाता है। गेट टर्मिनल के एक विशेष सकारात्मक वोल्टेज पर, डिवाइस इस वोल्टेज का संचालन बंद कर देता है जिसे पिंच-ऑफ वोल्टेज कहा जाता है। जब गेट टर्मिनल पर एक ऋणात्मक वोल्टेज लगाया जाता है तो n-प्रकार के सब्सट्रेट में अल्पसंख्यक वाहक जो छेद होते हैं, वे सीधे चैनल की ओर बढ़ते हैं, परिणामस्वरूप, ड्रेन करंट बढ़ने लगता है। जैसे-जैसे गेट टर्मिनल का नेगेटिव वोल्टेज बढ़ता है, ड्रेन करंट भी बढ़ता जाता है। इस क्षेत्र को संवर्द्धन क्षेत्र कहा जाता है। P-चैनल डिप्लेशन MOSFETक्षेत्रों की चौड़ाई में भिन्नता ट्रांजिस्टर की चालकता को प्रभावित करती है। यही कारण है कि इसे पी-चैनल एमओएसएफईटी के रिक्तीकरण प्रकार के रूप में जाना जाता है। (2) एन-चैनल एन-टाइप एमओएसएफईटी में, स्रोत और नाली में अत्यधिक डोप्ड एन-टाइप सामग्री और हल्के ढंग से डोप किए गए पी-टाइप सब्सट्रेट होते हैं। चैनल के निर्माण के तरीके के आधार पर इन्हें एमओएसएफईटी के एन्हांसमेंट और डिप्लेशन प्रकार के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है। एन-चैनल एन्हांसमेंट मोड वर्किंग वोल्टेज की सकारात्मक ध्रुवीयता को यहां माना जाता है क्योंकि एन-चैनल में अधिकांश वाहक इलेक्ट्रॉन के रूप में होते हैं। ऑपरेशन पी-टाइप एमओएसएफईटी के समान है, सिवाय इसके कि गेट टर्मिनल पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू होने पर डिवाइस का संचालन शुरू हो जाता है। जैसे ही गेट टर्मिनल में धनात्मक वोल्टेज एक विशेष दहलीज वोल्टेज पर बढ़ जाता है और एक चैनल नाली और स्रोत बन जाता है। इस स्थिति के तहत, यदि नाली और स्रोत के बीच एक सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है, तो उपकरण संचालित होना शुरू हो जाता है।एन-चैनल एन्हांसमेंट एमओएसएफईटीएन-चैनल डिप्लेशन मोड वर्किंग ऑपरेशन का यह तरीका पी-टाइप डिक्लेक्शन-मोड के समान है, सिवाय इसके कि ड्रेन टू सोर्स टर्मिनल फॉरवर्ड बायस्ड होना चाहिए और करंट के प्रवाह के लिए गेट टर्मिनल पर एक पॉजिटिव वोल्टेज लगाया जाना चाहिए। नाली से स्रोत तक। जब एक ऋणात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है तो प्रमुख आवेश वाहक सब्सट्रेट की ओर विकर्षित हो जाते हैं और इलेक्ट्रॉनों के साथ जुड़ जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप चैनल में प्रमुख आवेश वाहकों की कमी हो जाती है और इसलिए ड्रेन करंट में कमी होगी। एक विशेष नकारात्मक वोल्टेज पर, ड्रेन करंट शून्य हो जाता है। इस वोल्टेज को पिंच-ऑफ वोल्टेज कहा जाता है। इसलिए इस प्रकार के MOSFET को N-चैनल डिप्लेशन मोड MOSFET के रूप में जाना जाता है।एन-चैनल डिप्लेशन MOSFET एन्हांसमेंट मोड को लागू वोल्टेज के आधार पर इसकी विशेषताओं के लिए जाना जाता है, जबकि कमी इसकी कमी क्षेत्र की चौड़ाई की भिन्नता पर आधारित है। MOSFET विशेषताएँ MOSFET की विशेषताएं भी कमी और वृद्धि मोड पर निर्भर हैं। वृद्धि मोड विशेषताएँ MOSFET में सबसे पसंदीदा ट्रांजिस्टर एन्हांसमेंट टाइप का है। इस प्रकार में, गेट और स्रोत टर्मिनलों पर वोल्टेज शून्य होने पर कोई चालन नहीं देखा जाता है। जैसे-जैसे वोल्टेज दहलीज तक पहुंचता है, चालकता में वृद्धि होती है। डिप्लेशन मोड विशेषताएँ इस मोड में, इस कमी क्षेत्र की चौड़ाई टर्मिनल गेट पर लागू वोल्टेज पर निर्भर है। यदि इसे माना गया सकारात्मक ध्रुवता के संदर्भ में बढ़ाया जाए तो यह वृद्धि ह्रास क्षेत्र की चौड़ाई में देखी जा सकती है। इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी के डिजाइन के दौरान ट्रांजिस्टर के इस मोड को बहुत कम पसंद किया जाता है।IV एन-चैनल MOSFETMOSFET अनुप्रयोगों की विशेषता इलेक्ट्रॉनिक्स के संदर्भ में MOSFET के अनुप्रयोग विशाल हैं (1) थ्रेशोल्ड मान के आधार पर उपकरणों का स्विचिंग परिणाम MOSFET को एक स्विच के रूप में काम करने के लिए बनाता है। चैनलों के आधार पर बायसिंग वोल्टेज की ध्रुवता भिन्न हो सकती है। (२) पल्स-चौड़ाई मॉडुलन तकनीक (पीडब्लूएम) के अनुप्रयोग से डीसी, स्टेपर, आदि जैसी मोटरों की गति को नियंत्रित किया जा सकता है। (३) इन उपकरणों से डिज़ाइन किए गए एम्पलीफायरों का उपयोग ध्वनियों के सिस्टम के साथ-साथ रेडियो फ्रीक्वेंसी सिस्टम में भी किया जाता है। (४) स्विचिंग के संचालन से हेलिकॉप्टर के सर्किट का शोषण होता है। इसमें, एम्पलीट्यूड के लिए समान स्तर बनाए रखते हुए डीसी वोल्टेज के मूल्य को एसी वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है। (५) यदि स्रोत अनुयायी के विन्यास में MOSFET का अवक्षय क्षेत्र बनाया जाता है तो इन सर्किटों का उपयोग रैखिक मोड में वोल्टेज नियामकों के रूप में किया जाता है। (६) वर्तमान के निरंतर मूल्य प्रदान करने वाले स्रोतों के रूप में इन ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है। (७) उच्च स्तर पर करंट या वोल्टेज के मान को चलाने के लिए, इन्हें ऑसिलेटर्स या मिक्सर के सर्किट में पसंद किया जाता है। (८) ये उच्च स्तर पर प्रतिबाधा वाले ट्रांजिस्टर हैं और उच्च स्तर पर स्विचिंग गति रखते हैं। इन विशेषताओं के कारण, इन्हें डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पसंद किया जाता है। (९) यह ऑटोमोबाइल में विभिन्न प्रकार की ध्वनि प्रणालियों और ध्वनि की प्रबलित प्रणालियों में पसंद किया जाता है। (१०) कैलकुलेटर की डिजाइनिंग में इन्हें प्राथमिकता दी जाती है। इसलिए उपरोक्त एमओएसएफईटी के विभिन्न अनुप्रयोगों में से कुछ हैं। कृपया एमओएसएफईटी एमसीक्यू के बारे में अधिक जानने के लिए इस लिंक को देखें, इस तरह, एमओएसएफईटी के प्रकारों पर चर्चा की जाती है। हालांकि इसमें जेएफईटी की तुलना में एक जटिल डिजाइन है, लेकिन यह एनालॉग और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिक पसंद किया जाता है। इसमें ऐसी विशेषताएं हैं जो प्रौद्योगिकी में इसकी जबरदस्त वृद्धि के लिए जिम्मेदार हैं। अब विवरण के आधार पर क्या आप किसी ऐसे एप्लिकेशन का उदाहरण दे सकते हैं जो JFET का उपयोग करता है लेकिन बाद में MOSFET से बदल दिया गया है?

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