حال ہی میں، جب بہت سے گاہک MOSFETs کے بارے میں مشورہ کرنے Olukey کے پاس آتے ہیں، تو وہ ایک سوال پوچھیں گے، مناسب MOSFET کا انتخاب کیسے کریں؟ اس سوال کے بارے میں، اولوکی اس کا جواب سب کے لیے دے گا۔
سب سے پہلے، ہمیں MOSFET کے اصول کو سمجھنے کی ضرورت ہے۔ MOSFET کی تفصیلات پچھلے مضمون "What is MOS Field Effect Transistor" میں تفصیل سے متعارف کرائی گئی ہیں۔ اگر آپ ابھی تک واضح نہیں ہیں، تو آپ پہلے اس کے بارے میں جان سکتے ہیں۔ سیدھے الفاظ میں، MOSFET کا تعلق وولٹیج پر قابو پانے والے سیمی کنڈکٹر اجزاء سے ہے ان میں اعلی ان پٹ مزاحمت، کم شور، کم بجلی کی کھپت، بڑی متحرک رینج، آسان انضمام، کوئی ثانوی خرابی، اور بڑی محفوظ آپریٹنگ رینج کے فوائد ہیں۔
تو، ہم کس طرح صحیح کا انتخاب کرنا چاہئےMOSFET?
1. اس بات کا تعین کریں کہ آیا N-چینل استعمال کرنا ہے یا P-چینل MOSFET
سب سے پہلے، ہمیں پہلے یہ طے کرنا چاہیے کہ آیا N-channel یا P-channel MOSFET استعمال کرنا ہے، جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے:
جیسا کہ اوپر کی تصویر سے دیکھا جا سکتا ہے، N-channel اور P-channel MOSFETs کے درمیان واضح فرق موجود ہیں۔ مثال کے طور پر، جب MOSFET کو گراؤنڈ کیا جاتا ہے اور بوجھ برانچ وولٹیج سے منسلک ہوتا ہے، MOSFET ایک ہائی وولٹیج سائیڈ سوئچ بناتا ہے۔ اس وقت، ایک N-چینل MOSFET استعمال کیا جانا چاہیے۔ اس کے برعکس، جب MOSFET بس سے منسلک ہوتا ہے اور لوڈ گراؤنڈ ہوتا ہے، تو ایک لو سائیڈ سوئچ استعمال کیا جاتا ہے۔ P-channel MOSFETs کو عام طور پر ایک مخصوص ٹوپولوجی میں استعمال کیا جاتا ہے، جو کہ وولٹیج ڈرائیو کے تحفظات کی وجہ سے بھی ہوتا ہے۔
2. اضافی وولٹیج اور MOSFET کا اضافی کرنٹ
(1)۔ MOSFET کے لیے درکار اضافی وولٹیج کا تعین کریں۔
دوم، ہم مزید وولٹیج ڈرائیو کے لیے درکار اضافی وولٹیج، یا زیادہ سے زیادہ وولٹیج کا تعین کریں گے جسے آلہ قبول کر سکتا ہے۔ MOSFET کا اضافی وولٹیج جتنا زیادہ ہوگا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ MOSFETVDS کے جتنی زیادہ ضروریات کو منتخب کرنے کی ضرورت ہے، یہ خاص طور پر اہم ہے کہ مختلف پیمائشیں اور انتخاب زیادہ سے زیادہ وولٹیج کی بنیاد پر کیا جائے جسے MOSFET قبول کر سکتا ہے۔ بلاشبہ، عام طور پر، پورٹیبل سامان 20V ہے، FPGA پاور سپلائی 20~30V ہے، اور 85~220VAC 450~600V ہے۔ WINSOK کے ذریعہ تیار کردہ MOSFET میں مضبوط وولٹیج مزاحمت اور ایپلی کیشنز کی وسیع رینج ہے، اور صارفین کی اکثریت اسے پسند کرتی ہے۔ اگر آپ کو کوئی ضرورت ہے تو، براہ کرم آن لائن کسٹمر سروس سے رابطہ کریں۔
(2) MOSFET کو درکار اضافی کرنٹ کا تعین کریں۔
جب ریٹیڈ وولٹیج کے حالات بھی منتخب کیے جاتے ہیں، تو MOSFET کے لیے درکار ریٹیڈ کرنٹ کا تعین کرنا ضروری ہے۔ نام نہاد ریٹیڈ کرنٹ دراصل زیادہ سے زیادہ کرنٹ ہے جسے MOS لوڈ کسی بھی حالت میں برداشت کر سکتا ہے۔ وولٹیج کی صورت حال کی طرح، یقینی بنائیں کہ آپ جس MOSFET کا انتخاب کرتے ہیں وہ ایک خاص مقدار میں اضافی کرنٹ کو سنبھال سکتا ہے، یہاں تک کہ جب سسٹم کرنٹ اسپائکس پیدا کرتا ہو۔ دو موجودہ حالات جن پر غور کرنا ہے وہ ہیں مسلسل پیٹرن اور پلس اسپائکس۔ مسلسل کنڈکشن موڈ میں، MOSFET ایک مستحکم حالت میں ہوتا ہے، جب کرنٹ آلے کے ذریعے جاری رہتا ہے۔ پلس اسپائک سے مراد آلے کے ذریعے بہتے ہوئے اضافے (یا چوٹی کرنٹ) کی ایک چھوٹی سی مقدار ہے۔ ایک بار جب ماحول میں زیادہ سے زیادہ کرنٹ کا تعین ہو جائے تو، آپ کو صرف ایک ایسا آلہ منتخب کرنے کی ضرورت ہے جو ایک خاص زیادہ سے زیادہ کرنٹ کو برداشت کر سکے۔
اضافی کرنٹ کو منتخب کرنے کے بعد، ترسیل کی کھپت پر بھی غور کیا جانا چاہیے۔ اصل حالات میں، MOSFET ایک حقیقی آلہ نہیں ہے کیونکہ حرکی توانائی حرارت کی ترسیل کے عمل کے دوران استعمال ہوتی ہے، جسے ترسیل کا نقصان کہا جاتا ہے۔ جب MOSFET "آن" ہوتا ہے، تو یہ ایک متغیر ریزسٹر کی طرح کام کرتا ہے، جس کا تعین ڈیوائس کے RDS(ON) سے ہوتا ہے اور پیمائش کے ساتھ نمایاں طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ مشین کی بجلی کی کھپت کا حساب Iload2×RDS(ON) سے لگایا جا سکتا ہے۔ چونکہ پیمائش کے ساتھ واپسی کی مزاحمت تبدیل ہوتی ہے، اس کے مطابق بجلی کی کھپت بھی بدل جائے گی۔ MOSFET پر جتنی زیادہ وولٹیج VGS لگائی جائے گی، RDS(ON) اتنا ہی چھوٹا ہوگا۔ اس کے برعکس، RDS(ON) جتنا زیادہ ہوگا۔ نوٹ کریں کہ کرنٹ کے ساتھ RDS(ON) مزاحمت قدرے کم ہو جاتی ہے۔ RDS (ON) ریزسٹر کے لیے برقی پیرامیٹرز کے ہر گروپ کی تبدیلیاں مینوفیکچرر کے پروڈکٹ سلیکشن ٹیبل میں دیکھی جا سکتی ہیں۔
3. سسٹم کے لیے درکار کولنگ کی ضروریات کا تعین کریں۔
اگلی شرط جس کا فیصلہ کیا جائے وہ گرمی کی کھپت کے تقاضے ہیں جو سسٹم کے لیے درکار ہیں۔ اس معاملے میں دو ایک جیسی صورت حال پر غور کرنے کی ضرورت ہے، یعنی بدترین صورت اور حقیقی صورت حال۔
MOSFET گرمی کی کھپت کے بارے میں،اولوکیبدترین صورت حال کے حل کو ترجیح دیتا ہے، کیونکہ ایک خاص اثر کے لیے انشورنس کے بڑے مارجن کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سسٹم ناکام نہ ہو۔ کچھ پیمائشی ڈیٹا ہیں جن پر MOSFET ڈیٹا شیٹ پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔ ڈیوائس کا جنکشن درجہ حرارت زیادہ سے زیادہ حالت کی پیمائش کے علاوہ تھرمل مزاحمت اور بجلی کی کھپت کی پیداوار کے برابر ہے (جنکشن درجہ حرارت = زیادہ سے زیادہ حالت کی پیمائش + [تھرمل مزاحمت × پاور ڈسپیشن])۔ نظام کی زیادہ سے زیادہ بجلی کی کھپت کو ایک مخصوص فارمولے کے مطابق حل کیا جا سکتا ہے، جو کہ تعریف کے لحاظ سے I2×RDS (ON) جیسا ہے۔ ہم نے پہلے ہی زیادہ سے زیادہ کرنٹ کا حساب لگا لیا ہے جو ڈیوائس سے گزرے گا اور مختلف پیمائشوں کے تحت RDS (ON) کا حساب لگا سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سرکٹ بورڈ اور اس کے MOSFET کی گرمی کی کھپت کا خیال رکھنا ضروری ہے۔
برفانی تودے کے ٹوٹنے کا مطلب یہ ہے کہ نیم سپر کنڈکٹنگ جزو پر ریورس وولٹیج زیادہ سے زیادہ قدر سے تجاوز کر جاتا ہے اور ایک مضبوط مقناطیسی میدان بناتا ہے جو جزو میں کرنٹ کو بڑھاتا ہے۔ چپ کے سائز میں اضافہ ہوا کے گرنے سے روکنے کی صلاحیت کو بہتر بنائے گا اور بالآخر مشین کے استحکام کو بہتر بنائے گا۔ لہذا، ایک بڑے پیکیج کا انتخاب مؤثر طریقے سے برفانی تودے کو روک سکتا ہے۔
4. MOSFET کی سوئچنگ کارکردگی کا تعین کریں۔
حتمی فیصلے کی شرط MOSFET کی سوئچنگ کارکردگی ہے۔ بہت سے عوامل ہیں جو MOSFET کی سوئچنگ کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔ سب سے اہم الیکٹروڈ ڈرین، الیکٹروڈ سورس اور ڈرین سورس کے تین پیرامیٹرز ہیں۔ کیپسیٹر ہر بار جب سوئچ کرتا ہے چارج کیا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ کیپسیٹر میں سوئچنگ کے نقصانات ہوتے ہیں۔ لہذا، MOSFET کی سوئچنگ کی رفتار کم ہو جائے گی، اس طرح آلہ کی کارکردگی متاثر ہوگی۔ لہذا، MOSFET کو منتخب کرنے کے عمل میں، سوئچنگ کے عمل کے دوران ڈیوائس کے کل نقصان کا اندازہ لگانا اور اس کا حساب لگانا بھی ضروری ہے۔ ٹرن آن عمل (Eon) کے دوران ہونے والے نقصان اور ٹرن آف عمل کے دوران ہونے والے نقصان کا حساب لگانا ضروری ہے۔ (Eoff)۔ MOSFET سوئچ کی کل طاقت کو درج ذیل مساوات سے ظاہر کیا جا سکتا ہے: Psw = (Eon + Eoff) × سوئچنگ فریکوئنسی۔ گیٹ چارج (Qgd) سوئچنگ کی کارکردگی پر سب سے زیادہ اثر ڈالتا ہے۔
خلاصہ یہ ہے کہ مناسب MOSFET کو منتخب کرنے کے لیے، متعلقہ فیصلہ چار پہلوؤں سے کیا جانا چاہیے: N-channel MOSFET یا P-چینل MOSFET کا اضافی وولٹیج اور اضافی کرنٹ، ڈیوائس سسٹم کی گرمی کی کھپت کی ضروریات اور سوئچنگ کی کارکردگی۔ MOSFET.
صحیح MOSFET کا انتخاب کرنے کا طریقہ آج کے لیے بس اتنا ہی ہے۔ مجھے امید ہے کہ یہ آپ کی مدد کر سکتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: دسمبر-12-2023
