موسفٹ کیا ہے: اس کی تعمیر ، قسمیں اور کام کرنا

موسفٹ بنیادی طور پر ایک ٹرانجسٹر ہے جو فیلڈ ایفیکٹ کا استعمال کرتا ہے۔ MOSFET کا مطلب میٹل آکسائڈ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر ہے ، جس میں ایک گیٹ ہے۔ گیٹ وولٹیج آلہ کی چالکتا کا تعین کرتا ہے۔ اس گیٹ وولٹیج پر منحصر ہے کہ ہم چالکتا کو تبدیل کرسکتے ہیں اور اس طرح ہم اسے سوئچ کے طور پر یا ایک یمپلیفائر کے طور پر استعمال کرسکتے ہیں جیسے ہم ٹرانجسٹر کو سوئچ کے طور پر یا ایک یمپلیفائر کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔

بائپولر جنکشن ٹرانجسٹر یا بی جے ٹی میں بیس ، ایمٹر اور جمع کرنے والا ہوتا ہے ، جبکہ ایم او ایس ایف ای ٹی میں گیٹ ، ڈرین اور سورس کنکشن ہوتا ہے۔ پن کی تشکیل کے علاوہ ، بی جے ٹی کو آپریشن کے لئے موجودہ کی ضرورت ہے اور موسفٹ کو وولٹیج کی ضرورت ہے۔

MOSFET بہت زیادہ ان پٹ مائبادہ فراہم کرتا ہے اور اس کی تعصب کرنا بہت آسان ہے۔ لہذا ، لکیری چھوٹے امپلیفائر کے لئے ، موسفٹ ایک بہترین انتخاب ہے۔ خطوط پرورش اس وقت ہوتی ہے جب ہم سنترپتی والے خطے میں جو MOSFET کا تعصب کرتے ہیں جو ایک مرکزی طے شدہ Q نقطہ ہے۔

نیچے کی تصویر میں ، ایک بنیادی این چینل MOSFETs داخلی تعمیر دکھایا گیا ہے۔ MOSFET میں تین کنکشن ہیں ڈرین ، گیٹ ، اور سورس۔ گیٹ اور چینل کے مابین کوئی براہ راست تعلق موجود نہیں ہے۔ گیٹ الیکٹروڈ برقی طور پر موصل ہے اور اسی وجہ سے ، اسے کبھی کبھی IGFET یا موصل گیٹ فیلڈ اثر ٹرانجسٹر کہا جاتا ہے ۔

یہاں بڑے پیمانے پر مقبول MOSFET IRF530N کی تصویر ہے ۔

MOSFETs کی اقسام

آپریٹنگ طریقوں کی بنیاد پر ، دو مختلف قسم کے MOSFETs دستیاب ہیں۔ ان دو اقسام کے دو ذیلی اقسام ہیں

1. ڈیلیشن موڈ کے ساتھ کمی کی قسم MOSFET یا MOSFET

• این چینل MOSFET یا NMOS
• پی چینل MOSFET یا PMOS

1. افزودگی کی قسم MOSFET یا MOSFET افزونیہ وضع کے ساتھ

• این چینل MOSFET یا NMOS
• پی چینل MOSFET یا PMOS

کمی کی قسم MOSFET

موسیفٹ کی کمی کی قسم عام طور پر صفر گیٹ ٹو سورس وولٹیج پر ہوتی ہے۔ اگر موزفائٹ این چینل ڈیلیپلیشن ٹائپ MOSFET ہے تو پھر کچھ حد تک وولٹیج ہوگی ، جس کی ضرورت اس آلے کو بند کرنے کے ل. ہوگی۔ مثال کے طور پر ، -3V یا -5V کی دہلیز والی وولٹیج کے ساتھ ایک این چینل ڈیلیپشن موسفٹ ، ڈیوائس کو آف کرنے کے لئے موزفٹ کے گیٹ کو منفی -3V یا -5V کھینچنے کی ضرورت ہے۔ یہ حد وولٹیج N چینل کے لئے منفی ہوگا ، اور پی چینل کے معاملے میں مثبت ہوگا۔ اس قسم کا موسفٹ عام طور پر منطق کے سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے۔

افزودگی کی قسم MOSFET

MOSFETs کی افزودگی کی قسم میں ، آلہ صفر گیٹ وولٹیج پر بند رہتا ہے۔ موسیفٹ کو آن کرنے کے ل we ، ہمیں لازمی طور پر کم از کم گیٹ ٹو سورس وولٹیج (ویگس تھریشولڈ وولٹیج) فراہم کرنا ہوگا۔ لیکن ، نالی کا بہاؤ اس گیٹ ٹو ماخذ وولٹیج پر انتہائی انحصار کرتا ہے ، اگر Vgs میں اضافہ کیا جاتا ہے تو ، نالی کا بہاؤ بھی اسی طرح بڑھتا ہے۔ ایمپلیفائر سرکٹ کی تعمیر کے لئے افزودگی کی قسم کے MOSFETs مثالی ہیں۔ نیز ، اسی طرح ختم ہونے والے MOSFET کی طرح ، اس میں NMOS اور PMOS ذیلی قسمیں بھی ہیں۔

MOSFET کی خصوصیات اور منحنی خطوط

ذریعہ تک نالی کے پار مستحکم وولٹیج فراہم کرکے ، ہم ایک MOSFET کے IV وکر کو سمجھ سکتے ہیں۔ جیسا کہ اوپر بتایا گیا ہے ، نالی کا بہاؤ Vgs پر انتہائی انحصار کرتا ہے ، گیٹ ٹو سورس وولٹیج پر۔ اگر ہم Vgs میں فرق کرتے ہیں تو ڈرین کا موجودہ بھی مختلف ہوگا۔

آئیے ایک MOSFET کا IV وکر دیکھیں۔

مذکورہ شبیہہ میں ، ہم ایک N-چینل MOSFET کی IV ڈھال دیکھ سکتے ہیں ، جب Vgs وولٹیج دہلیز والی وولٹیج سے نیچے ہے ، اس وقت کے دوران MOSFET کٹ آف حالت میں ہے۔ اس کے بعد جب گیٹ ٹو سورس وولٹیج میں اضافہ شروع ہوتا ہے تو نالی کا بہاؤ بھی بڑھ جاتا ہے۔

آئیے IRF530 MOSFET کے IV وکر کی عملی مثال دیکھتے ہیں ،

یہ منحنی خطوط ظاہر کرتا ہے کہ جب Vgs 4.5V ہے تو ، IRF530 کا زیادہ سے زیادہ ڈرین موجودہ 1 ڈگری 25 ڈگری سینٹی گریڈ پر ہے لیکن جب ہم Vgs کو 5V تک بڑھاتے ہیں تو ، نالی کا بہاؤ تقریبا 2A ہوتا ہے ، اور آخر میں 6V Vgs پر ، یہ 10A فراہم کرسکتا ہے ڈرین کرنٹ کا

موسیفٹ اور کامن - سورس پرورش کے ڈی سی بیسنگ

ٹھیک ہے، اب یہ ایک استعمال کرنے کے لئے وقت ہے یمپلیفائر لکیری ایک کے طور MOSFET. یہ مشکل کام نہیں ہے اگر ہم طے کرتے ہیں کہ کس طرح موزفائٹ کو تعصب حاصل کیا جا it اور اسے عملیہ کے ایک بہترین علاقے میں استعمال کیا جائے۔

تین آپریشن طریقوں میں موسفٹ کام کرتے ہیں: اوہمک ، سنترپتی اور چوٹکی آف پوائنٹ۔ سنترپتی خطے کو لکیری خطہ بھی کہا جاتا ہے۔ یہاں ہم سنترپتی خطے میں موسفٹ کام کرتے ہیں ، یہ کامل نقطہ نقطہ فراہم کرتا ہے۔

اگر ہم ایک چھوٹا سا سگنل فراہم کرتے ہیں (وقت مختلف ہوتا ہے) اور گیٹ یا ان پٹ پر DC تعصب کا اطلاق کرتے ہیں ، تو صحیح صورتحال کے تحت موزفٹ لکیری تفاوت فراہم کرتا ہے۔

مذکورہ شبیہہ میں ، MOSFET گیٹ پر ایک چھوٹا سا سینوسائڈیل سگنل (V _gs) لاگو ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں نالی کے موجودہ بہاؤ میں اتار چڑھاؤ ہوتا ہے جس کا اطلاق سائنوسائڈل ان پٹ پر ہوتا ہے۔ چھوٹے سگنل V _{جی ایس کے ل} We ، ہم Q پوائنٹ سے سیدھی لکیر کھینچ سکتے ہیں جس میں g _m = dI _d / dVgs کی ڈھلوان ہوتی ہے۔

ڈھلوان کو اوپر کی تصویر میں دیکھا جاسکتا ہے۔ یہ transconductance ڈھال ہے ۔ پروردن عنصر کے ل It یہ ایک اہم پیرامیٹر ہے۔ اس مقام پر نالی کا موجودہ طول و عرض ہے

ߡ شناخت = gm x ߡ Vgs

اب ، اگر ہم مذکورہ بالا حکمت عملی پر نگاہ ڈالیں تو ، نالی کا مزاحم R _d مساوات کا استعمال کرتے ہوئے نالے کے موجودہ اور نالے کے وولٹیج کو بھی کنٹرول کرسکتا ہے۔

Vds = Vdd - I _d x Rd (جیسا کہ V = I x R)

AC آؤٹ پٹ سگنل ߡ Vds = -ߡ ID x Rd = -g _m x ߡ Vgs x Rd ہوگا

اب مساوات کے ذریعہ ، فائدہ ہو گا

بڑھتی ہوئی وولٹیج کا فائدہ = -g _m x Rd

لہذا ، MOSFET یمپلیفائر کا مجموعی طور پر فائدہ transconductance اور ڈرین مزاحمتی پر انتہائی انحصار کرتا ہے۔

سنگل MOSFET کے ساتھ بنیادی کامن ماخذ یمپلیفائر کی تعمیر

کرنے کے لئے ن چینل واحد MOSFET استعمال کرتے ہوئے یمپلیفائر ایک سادہ عام ذریعہ بنانے ، اہم بات یہ ہے کہ ڈی سی biasing شرط کو حاصل کرنے کے لئے ہے. مقصد کی تکمیل کے لئے ، دو عام ریزسٹرس: R1 اور R2 کا استعمال کرتے ہوئے ایک عام ولٹیج ویوٹر تقسیم کیا جاتا ہے۔ ڈرین ریزٹر اور سورس ریزسٹر کے طور پر مزید دو ریزسٹرس کی ضرورت ہے۔

قیمت کا تعین کرنے کے لئے ہمیں قدم بہ قدم حساب کتاب کی ضرورت ہے۔

ایک موسفٹ اعلی ان پٹ مائبادا کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے ، اس طرح آپریٹنگ حالت میں ، گیٹ ٹرمینل میں موجودہ بہاؤ موجود نہیں ہے۔

اب ، اگر ہم اس آلے کا جائزہ لیں تو ، ہمیں معلوم ہوگا کہ وی ڈی ڈی کے ساتھ منسلک تین ریزسٹرس ہیں (بغیر کسی تعصب کے خلاف مزاحم)۔ تین ریزسٹرس آر ڈی ، موسفٹ کی داخلی مزاحمت اور روپیہ ہیں۔ لہذا ، اگر ہم کرچف کے وولٹیج قانون کو لاگو کرتے ہیں تو پھر ان تینوں مزاحم کاروں کے وولٹیج وی ڈی ڈی کے برابر ہیں۔

اب، اگر ہم ضرب رزسٹر کے ساتھ موجودہ ہم وولٹیج ملے گا V = I R. تو ایکس طور Ohms میں قانون کے مطابق، یہاں کے موجودہ موجودہ یا میں ڈرین ہے _ڈی. لہذا ، Rd کے پار وولٹیج V = I _D x Rd ہے ، اسی روپیہ کے لئے اسی طرح کا اطلاق ہوتا ہے جیسا کہ موجودہ I _{D ہے} ، لہذا وولٹیج میں Vs = I _D x Rs. موسفٹ کے ل For ، وولٹیج V _DS یا ڈرین ٹو سورس وولٹیج ہے۔

اب کے وی ایل کے مطابق ،

VDD = I _D x Rd + V _DS + I _D x Rs VDD = I _D (Rd + Rs) + V _DS (Rd + Rs) = V _DD - V _DS / I _D

ہم اس کی مزید تشخیص اسی طرح کر سکتے ہیں

RD = (وی _{ڈی ڈی} وی - _DS / میں _ڈی) - R _S روپے سکتے caluculated روپے = V _S / I _D

دیگر دو مزاحمتی اقدار کا تعین فارمولہ V _G = V _DD (R2 / R1 + R2) کے ذریعے کیا جاسکتا ہے ۔

اگر آپ کے پاس قیمت نہیں ہے تو ، آپ اسے فارمولہ V _G = V _GS + V _S سے حاصل کرسکتے ہیں

خوش قسمتی سے ، زیادہ سے زیادہ اقدار MOSFET ڈیٹا شیٹ سے دستیاب ہوسکتی ہیں۔ تفصیلات کی بنیاد پر ہم سرکٹ بنا سکتے ہیں۔

کپل آف تعدد کو معاوضہ دینے اور ڈی سی کو ان پٹ سے آنے یا حتمی آؤٹ پٹ پر آنے کے ل block روکنے کے لئے دو جوڑے کے کپاسٹر استعمال کیے جاتے ہیں۔ ہم آسانی سے DC تعصب تقسیم کرنے والے کی مساوی مزاحمت کا پتہ لگانے اور پھر مطلوبہ کٹ آف تعدد کا انتخاب کرکے اقدار حاصل کرسکتے ہیں۔ فارمولا ہوگا

سی = 1 / 2πf ضرورت

ہائی پاور یمپلیفائر ڈیزائن کے لئے ، ہم پہلے پش پل کنفیگریشن کے طور پر دو MOSFET کا استعمال کرتے ہوئے 50 واٹ کا پاور یمپلیفائر تیار کرتے ہیں ، عملی اطلاق کے لئے لنک پر عمل کریں۔