آپ MOSFET پیرامیٹرز کے بارے میں کتنا جانتے ہیں؟ OLUKEY آپ کے لیے اس کا تجزیہ کرتا ہے

"MOSFET" Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor کا مخفف ہے۔ یہ تین مواد سے بنا ایک آلہ ہے: دھات، آکسائڈ (SiO2 یا SiN) اور سیمی کنڈکٹر۔ MOSFET سیمی کنڈکٹر فیلڈ میں سب سے بنیادی آلات میں سے ایک ہے۔ چاہے یہ آئی سی ڈیزائن میں ہو یا بورڈ لیول سرکٹ ایپلی کیشنز میں، یہ بہت وسیع ہے۔ MOSFET کے اہم پیرامیٹرز میں ID, IDM, VGSS, V(BR)DSS, RDS(on), VGS(th) وغیرہ شامل ہیں۔ کیا آپ یہ جانتے ہیں؟ OLUKEY کمپنی، بطور ونسوک تائیوانی وسط تا اعلیٰ درمیانی اور کم وولٹیجMOSFETایجنٹ سروس فراہم کرنے والے کے پاس ایک بنیادی ٹیم ہے جس کے پاس تقریباً 20 سال کا تجربہ ہے تاکہ آپ کو MOSFET کے مختلف پیرامیٹرز کی تفصیل سے وضاحت کر سکے۔

تصویر: WINSOK MOSFETWSG03N10 تفصیلات شیٹ

MOSFET پیرامیٹرز کے معنی کی تفصیل

1. انتہائی پیرامیٹرز:

ID: زیادہ سے زیادہ ڈرین سورس کرنٹ۔ جب فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر عام طور پر کام کر رہا ہو تو اس سے مراد ڈرین اور ماخذ کے درمیان گزرنے کی زیادہ سے زیادہ کرنٹ ہے۔ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کا آپریٹنگ کرنٹ ID سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ جنکشن کا درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ یہ پیرامیٹر کم ہو جاتا ہے۔

IDM: زیادہ سے زیادہ نبض شدہ ڈرین سورس کرنٹ۔ یہ پیرامیٹر کم ہو جائے گا کیونکہ جنکشن کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، اثر مزاحمت کی عکاسی کرتا ہے اور نبض کے وقت سے بھی متعلق ہے۔ اگر یہ پیرامیٹر بہت چھوٹا ہے، تو نظام کو OCP ٹیسٹنگ کے دوران کرنٹ سے ٹوٹ جانے کا خطرہ ہو سکتا ہے۔

PD: زیادہ سے زیادہ طاقت منتشر۔ یہ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کی کارکردگی کو خراب کیے بغیر زیادہ سے زیادہ ڈرین سورس پاور ڈسپیشن کی اجازت دیتا ہے۔ استعمال ہونے پر، FET کی اصل بجلی کی کھپت PDSM سے کم ہونی چاہیے اور ایک خاص مارجن چھوڑنا چاہیے۔ یہ پیرامیٹر عام طور پر کم ہوتا ہے جیسا کہ جنکشن کا درجہ حرارت بڑھتا ہے۔

وی ڈی ایس ایس: زیادہ سے زیادہ ڈرین سورس وولٹیج کا مقابلہ کرتا ہے۔ ڈرین سورس وولٹیج جب ایک خاص درجہ حرارت اور گیٹ سورس شارٹ سرکٹ کے تحت بہتا ہوا نالی کرنٹ ایک مخصوص قدر تک پہنچ جاتا ہے (تیزی سے بڑھتا ہے)۔ اس معاملے میں ڈرین سورس وولٹیج کو برفانی توڑنے والی وولٹیج بھی کہا جاتا ہے۔ VDSS میں درجہ حرارت کا ایک مثبت گتانک ہے۔ -50°C پر، VDSS 25°C پر تقریباً 90% ہے۔ عام طور پر عام پیداوار میں چھوڑے جانے والے الاؤنس کی وجہ سے، MOSFET کا برفانی تودہ ٹوٹنے والا وولٹیج ہمیشہ برائے نام ریٹیڈ وولٹیج سے زیادہ ہوتا ہے۔

اولوکیگرم تجاویز: مصنوعات کی بھروسے کو یقینی بنانے کے لیے، بدترین کام کے حالات میں، یہ سفارش کی جاتی ہے کہ ورکنگ وولٹیج ریٹیڈ ویلیو کے 80~90% سے زیادہ نہ ہو۔

VGSS: زیادہ سے زیادہ گیٹ سورس وولٹیج کا مقابلہ کرتا ہے۔ اس سے مراد VGS ویلیو ہے جب گیٹ اور سورس کے درمیان ریورس کرنٹ تیزی سے بڑھنا شروع ہو جاتا ہے۔ اس وولٹیج کی قدر سے زیادہ گیٹ آکسائیڈ پرت کے ڈائی الیکٹرک خرابی کا سبب بنے گی، جو ایک تباہ کن اور ناقابل واپسی خرابی ہے۔

TJ: زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ جنکشن درجہ حرارت۔ یہ عام طور پر 150 ℃ یا 175 ℃ ہے. ڈیوائس ڈیزائن کے کام کرنے کے حالات کے تحت، اس درجہ حرارت سے تجاوز کرنے سے بچنے اور ایک خاص مارجن چھوڑنے کے لئے ضروری ہے.

TSTG: اسٹوریج درجہ حرارت کی حد

یہ دو پیرامیٹرز، TJ اور TSTG، آلہ کے کام کرنے اور ذخیرہ کرنے کے ماحول کے ذریعہ اجازت یافتہ جنکشن درجہ حرارت کی حد کو کیلیبریٹ کرتے ہیں۔ یہ درجہ حرارت کی حد ڈیوائس کی کم از کم آپریٹنگ زندگی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے سیٹ کی گئی ہے۔ اگر آلہ کو اس درجہ حرارت کی حد کے اندر کام کرنے کو یقینی بنایا جاتا ہے، تو اس کی کام کرنے کی زندگی بہت بڑھ جائے گی۔

2. جامد پیرامیٹرز

MOSFET ٹیسٹ کے حالات عام طور پر 2.5V، 4.5V، اور 10V ہوتے ہیں۔

V(BR)DSS: ڈرین سورس بریک ڈاؤن وولٹیج۔ اس سے مراد زیادہ سے زیادہ ڈرین سورس وولٹیج ہے جسے فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر اس وقت برداشت کر سکتا ہے جب گیٹ سورس وولٹیج VGS 0 ہو۔ یہ ایک محدود پیرامیٹر ہے، اور فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر پر لاگو آپریٹنگ وولٹیج V(BR) سے کم ہونا چاہیے۔ ڈی ایس ایس اس میں درجہ حرارت کی مثبت خصوصیات ہیں۔ لہذا، کم درجہ حرارت کے حالات کے تحت اس پیرامیٹر کی قدر کو حفاظتی غور کے طور پر لیا جانا چاہئے۔

△V(BR)DSS/△Tj: ڈرین سورس بریک ڈاؤن وولٹیج کا درجہ حرارت گتانک، عام طور پر 0.1V/℃

RDS(آن): VGS (عام طور پر 10V)، جنکشن ٹمپریچر اور ڈرین کرنٹ کی کچھ شرائط کے تحت، MOSFET آن ہونے پر ڈرین اور سورس کے درمیان زیادہ سے زیادہ مزاحمت۔ یہ ایک بہت اہم پیرامیٹر ہے جو MOSFET کے آن ہونے پر استعمال ہونے والی بجلی کا تعین کرتا ہے۔ یہ پیرامیٹر عام طور پر جنکشن کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ لہذا، سب سے زیادہ آپریٹنگ جنکشن درجہ حرارت پر اس پیرامیٹر کی قدر کو نقصان اور وولٹیج ڈراپ کے حساب کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے۔

VGS(th): ٹرن آن وولٹیج (تھریش ہولڈ وولٹیج)۔ جب بیرونی گیٹ کنٹرول وولٹیج VGS VGS(th) سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو نالی اور ماخذ کے علاقوں کی سطح الٹی تہیں ایک منسلک چینل بناتی ہیں۔ ایپلی کیشنز میں، گیٹ وولٹیج جب ڈرین شارٹ سرکٹ کی حالت میں ID 1 mA کے برابر ہو تو اسے اکثر ٹرن آن وولٹیج کہا جاتا ہے۔ یہ پیرامیٹر عام طور پر جنکشن کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہوتا ہے۔

IDSS: سیر شدہ ڈرین سورس کرنٹ، ڈرین سورس کرنٹ جب گیٹ وولٹیج VGS=0 اور VDS ایک خاص قدر ہو۔ عام طور پر مائکرومپ کی سطح پر

IGSS: گیٹ سورس ڈرائیو کرنٹ یا ریورس کرنٹ۔ چونکہ MOSFET ان پٹ مائبادا بہت بڑا ہے، IGSS عام طور پر nanoamp کی سطح میں ہوتا ہے۔

3. متحرک پیرامیٹرز

gfs: transconductance. اس سے مراد گیٹ سورس وولٹیج میں تبدیلی سے ڈرین آؤٹ پٹ کرنٹ میں تبدیلی کا تناسب ہے۔ یہ ڈرین کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے گیٹ سورس وولٹیج کی صلاحیت کا ایک پیمانہ ہے۔ براہ کرم gfs اور VGS کے درمیان منتقلی کے تعلق کے لیے چارٹ دیکھیں۔

Qg: کل گیٹ چارج کرنے کی گنجائش۔ MOSFET ایک وولٹیج کی قسم کا ڈرائیونگ ڈیوائس ہے۔ ڈرائیونگ کا عمل گیٹ وولٹیج کے قیام کا عمل ہے۔ یہ گیٹ سورس اور گیٹ ڈرین کے درمیان گنجائش کو چارج کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ اس پہلو پر ذیل میں تفصیل سے بات کی جائے گی۔

Qgs: گیٹ سورس چارج کرنے کی گنجائش

کیو جی ڈی: گیٹ ٹو ڈرین چارج (ملر اثر کو مدنظر رکھتے ہوئے)۔ MOSFET ایک وولٹیج کی قسم کا ڈرائیونگ ڈیوائس ہے۔ ڈرائیونگ کا عمل گیٹ وولٹیج کے قیام کا عمل ہے۔ یہ گیٹ سورس اور گیٹ ڈرین کے درمیان گنجائش کو چارج کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔

ٹی ڈی (آن): ترسیل میں تاخیر کا وقت۔ وہ وقت جب ان پٹ وولٹیج 10% تک بڑھ جاتا ہے جب تک کہ VDS اس کے طول و عرض کے 90% تک گر جاتا ہے۔

Tr: بڑھنے کا وقت، آؤٹ پٹ وولٹیج VDS کے اس کے طول و عرض کے 90% سے 10% تک گرنے کا وقت

Td(آف): ٹرن آف تاخیر کا وقت، وہ وقت جب ان پٹ وولٹیج 90% تک گر جاتا ہے جب سے VDS اس کے ٹرن آف وولٹیج کے 10% تک بڑھ جاتا ہے۔

Tf: گرنے کا وقت، آؤٹ پٹ وولٹیج VDS کے اس کے طول و عرض کے 10% سے 90% تک بڑھنے کا وقت

Ciss: ان پٹ کیپیسیٹینس، ڈرین اور سورس کو شارٹ سرکٹ کریں، اور AC سگنل کے ساتھ گیٹ اور سورس کے درمیان کیپیسیٹینس کی پیمائش کریں۔ Ciss = CGD + CGS (CDS شارٹ سرکٹ)۔ اس کا براہ راست اثر ڈیوائس کے ٹرن آن اور ٹرن آف میں تاخیر پر پڑتا ہے۔

Coss: آؤٹ پٹ کیپیسیٹینس، گیٹ اور سورس کو شارٹ سرکٹ کریں، اور AC سگنل سے ڈرین اور سورس کے درمیان کیپیسیٹینس کی پیمائش کریں۔ Coss = CDS + CGD

Crss: ریورس ٹرانسمیشن کیپیسیٹینس۔ زمین سے منسلک ماخذ کے ساتھ، نالے اور گیٹ کے درمیان ماپی ہوئی گنجائش Crss=CGD۔ سوئچ کے لیے اہم پیرامیٹرز میں سے ایک عروج اور زوال کا وقت ہے۔ Crss=CGD

MOSFET کی انٹر الیکٹروڈ کیپیسیٹینس اور MOSFET induced capacitance کو زیادہ تر مینوفیکچررز کے ذریعہ ان پٹ کیپیسیٹینس، آؤٹ پٹ کیپیسیٹینس اور فیڈ بیک کیپیسیٹینس میں تقسیم کیا گیا ہے۔ درج کردہ قدریں ایک فکسڈ ڈرین ٹو سورس وولٹیج کے لیے ہیں۔ ڈرین سورس وولٹیج میں تبدیلی کے ساتھ یہ صلاحیتیں تبدیل ہوتی ہیں، اور اہلیت کی قدر کا ایک محدود اثر ہوتا ہے۔ ان پٹ کیپیسیٹینس ویلیو صرف ڈرائیور سرکٹ کے لیے درکار چارجنگ کا تخمینی اشارہ دیتی ہے، جبکہ گیٹ چارجنگ کی معلومات زیادہ مفید ہے۔ یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ گیٹ کو کسی مخصوص گیٹ ٹو سورس وولٹیج تک پہنچنے کے لیے کتنی توانائی چارج کرنی چاہیے۔

4. برفانی تودے کی خرابی خصوصیت کے پیرامیٹرز

برفانی تودے کی خرابی کی خصوصیت کا پیرامیٹر MOSFET کی آف اسٹیٹ میں اوور وولٹیج کو برداشت کرنے کی صلاحیت کا اشارہ ہے۔ اگر وولٹیج ڈرین سورس کی حد سے زیادہ ہے تو ڈیوائس برفانی تودے کی حالت میں ہوگی۔

EAS: سنگل پلس برفانی تودے کی خرابی کی توانائی۔ یہ ایک حد کا پیرامیٹر ہے، جو زیادہ سے زیادہ برفانی تودے کے ٹوٹنے والی توانائی کو ظاہر کرتا ہے جسے MOSFET برداشت کر سکتا ہے۔

IAR: برفانی تودہ کرنٹ

کان: بار بار برفانی تودے کی خرابی کی توانائی

5. vivo diode پیرامیٹرز میں

IS: مسلسل زیادہ سے زیادہ فری وہیلنگ کرنٹ (ذریعہ سے)

ISM: پلس زیادہ سے زیادہ فری وہیلنگ کرنٹ (ذریعہ سے)

VSD: فارورڈ وولٹیج ڈراپ

Trr: ریورس ریکوری ٹائم

Qrr: ریورس چارج ریکوری

ٹن: آگے کی ترسیل کا وقت۔ (بنیادی طور پر نہ ہونے کے برابر)

WINSOK MOSFET برفانی تودے کی خرابی کی خصوصیت کے پیرامیٹرز

MOSFET ٹرن آن ٹائم اور ٹرن آف ٹائم کی تعریف

درخواست کے عمل کے دوران، مندرجہ ذیل خصوصیات پر اکثر غور کرنے کی ضرورت ہوتی ہے:

1. V (BR) DSS کی مثبت درجہ حرارت کے گتانک کی خصوصیات۔ یہ خصوصیت، جو دوئبرووی آلات سے مختلف ہے، انہیں زیادہ قابل اعتماد بناتی ہے کیونکہ عام آپریٹنگ درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے۔ لیکن آپ کو کم درجہ حرارت کی سردی کے آغاز کے دوران اس کی وشوسنییتا پر بھی توجہ دینے کی ضرورت ہے۔

2. V(GS)th کی منفی درجہ حرارت کے گتانک کی خصوصیات۔ جنکشن کا درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی گیٹ تھریشولڈ کی صلاحیت ایک خاص حد تک کم ہو جائے گی۔ کچھ تابکاری اس حد کی صلاحیت کو بھی کم کر دے گی، ممکنہ طور پر 0 پوٹینشل سے بھی نیچے۔ اس خصوصیت کے لیے انجینئرز کو ان حالات میں MOSFETs کی مداخلت اور غلط محرکات پر توجہ دینے کی ضرورت ہے، خاص طور پر MOSFET ایپلی کیشنز کے لیے جن کی حد کم صلاحیت ہے۔ اس خصوصیت کی وجہ سے، بعض اوقات گیٹ ڈرائیور کے آف وولٹیج پوٹینشل کو منفی قدر (N-type، P-type وغیرہ کا حوالہ دیتے ہوئے) میں مداخلت اور غلط محرکات سے بچنے کے لیے ڈیزائن کرنا ضروری ہوتا ہے۔

3. VDSon/RDSo کی مثبت درجہ حرارت کے گتانک کی خصوصیات۔ جنکشن کا درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ VDSon/RDSon میں قدرے اضافہ ہونے والی خصوصیت MOSFETs کو متوازی طور پر براہ راست استعمال کرنا ممکن بناتی ہے۔ بائپولر ڈیوائسز اس سلسلے میں بالکل برعکس ہیں، اس لیے متوازی طور پر ان کا استعمال کافی پیچیدہ ہو جاتا ہے۔ ID بڑھتے ہی RDSon میں بھی قدرے اضافہ ہوگا۔ یہ خصوصیت اور جنکشن اور سطح RDSon کی مثبت درجہ حرارت کی خصوصیات MOSFET کو دو قطبی آلات کی طرح ثانوی خرابی سے بچنے کے قابل بناتی ہیں۔ تاہم، یہ واضح رہے کہ اس فیچر کا اثر کافی محدود ہے۔ متوازی، پش پل یا دیگر ایپلیکیشنز میں استعمال ہونے پر، آپ اس خصوصیت کے خود ضابطے پر مکمل طور پر انحصار نہیں کر سکتے۔ ابھی بھی کچھ بنیادی اقدامات کی ضرورت ہے۔ یہ خصوصیت یہ بھی بتاتی ہے کہ اعلی درجہ حرارت پر ترسیل کے نقصانات بڑے ہو جاتے ہیں۔ لہذا، نقصانات کا حساب کرتے وقت پیرامیٹرز کے انتخاب پر خصوصی توجہ دی جانی چاہیے۔

4. ID کی منفی درجہ حرارت کے قابلیت کی خصوصیات، MOSFET پیرامیٹرز کو سمجھنا اور اس کی اہم خصوصیات ID جنکشن کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ نمایاں طور پر کم ہو جائے گی۔ یہ خصوصیت ڈیزائن کے دوران اعلی درجہ حرارت پر اس کے ID کے پیرامیٹرز پر غور کرنا اکثر ضروری بناتی ہے۔

5. برفانی تودے کی صلاحیت IER/EAS کی منفی درجہ حرارت کے گتانک کی خصوصیات۔ جنکشن کا درجہ حرارت بڑھنے کے بعد، اگرچہ MOSFET میں بڑا V(BR)DSS ہوگا، یہ غور کرنا چاہیے کہ EAS نمایاں طور پر کم ہو جائے گا۔ کہنے کا مطلب یہ ہے کہ اس کی اعلی درجہ حرارت کے حالات میں برفانی تودے کو برداشت کرنے کی صلاحیت عام درجہ حرارت کے مقابلے میں بہت کمزور ہے۔

6. MOSFET میں طفیلی ڈائیوڈ کی ترسیل کی صلاحیت اور ریورس ریکوری کارکردگی عام ڈایڈس سے بہتر نہیں ہے۔ یہ توقع نہیں ہے کہ ڈیزائن میں لوپ میں اہم موجودہ کیریئر کے طور پر استعمال کیا جائے گا. بلاکنگ ڈایڈس اکثر جسم میں پرجیوی ڈایڈس کو باطل کرنے کے لیے سیریز میں جڑے ہوتے ہیں، اور اضافی متوازی ڈایڈس کو سرکٹ برقی کیریئر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم، اسے قلیل مدتی ترسیل یا کچھ چھوٹی موجودہ ضروریات جیسے ہم وقت ساز اصلاح کی صورت میں ایک کیریئر کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔

7. ڈرین پوٹینشل کا تیزی سے بڑھنا گیٹ ڈرائیو کو تیز رفتاری سے متحرک کرنے کا سبب بن سکتا ہے، اس لیے اس امکان کو بڑے dVDS/dt ایپلی کیشنز (ہائی فریکوئنسی فاسٹ سوئچنگ سرکٹس) میں غور کرنے کی ضرورت ہے۔