پاور سیمی کنڈکٹر آلات صنعت، کھپت، فوجی اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، اور ان کی اعلیٰ اسٹریٹجک پوزیشن ہوتی ہے۔ آئیے ایک تصویر سے پاور ڈیوائسز کی مجموعی تصویر پر ایک نظر ڈالتے ہیں:
پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کو سرکٹ سگنلز کے کنٹرول کی ڈگری کے مطابق مکمل قسم، نیم کنٹرول شدہ قسم اور غیر قابل کنٹرول قسم میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یا ڈرائیونگ سرکٹ کے سگنل کی خصوصیات کے مطابق، اسے وولٹیج سے چلنے والی قسم، کرنٹ سے چلنے والی قسم وغیرہ میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
| درجہ بندی | قسم | مخصوص پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز |
| برقی سگنل کی کنٹرولیبلٹی | نیم کنٹرول قسم | ایس سی آر |
| مکمل کنٹرول | GTO,GTR,MOSFET,IGBT | |
| بے قابو | پاور ڈایڈڈ | |
| ڈرائیونگ سگنل کی خصوصیات | وولٹیج سے چلنے والی قسم | IGBT 、 MOSFET 、 SITH |
| موجودہ کارفرما قسم | ایس سی آر، جی ٹی او، جی ٹی آر | |
| موثر سگنل ویوفارم | پلس ٹرگر کی قسم | ایس سی آر، جی ٹی او |
| الیکٹرانک کنٹرول کی قسم | GTR 、 MOSFET 、 IGBT | |
| وہ حالات جن میں کرنٹ لے جانے والے الیکٹران حصہ لیتے ہیں۔ | دوئبرووی آلہ | پاور ڈائیوڈ، ایس سی آر، جی ٹی او، جی ٹی آر، بی ایس آئی ٹی، بی جے ٹی |
| یونی پولر ڈیوائس | MOSFET، SIT | |
| جامع آلہ | MCT، IGBT، SITH اور IGCT |
مختلف پاور سیمی کنڈکٹر آلات میں مختلف خصوصیات ہیں جیسے وولٹیج، موجودہ صلاحیت، رکاوٹ کی صلاحیت، اور سائز۔ اصل استعمال میں، مختلف شعبوں اور ضروریات کے مطابق مناسب آلات کو منتخب کرنے کی ضرورت ہے۔
سیمی کنڈکٹر انڈسٹری اپنی پیدائش کے بعد سے تین نسلوں کے مادی تبدیلیوں سے گزری ہے۔ اب تک، Si کی طرف سے نمائندگی کرنے والا پہلا سیمی کنڈکٹر مواد اب بھی بنیادی طور پر پاور سیمی کنڈکٹر آلات کے میدان میں استعمال ہوتا ہے۔
| سیمی کنڈکٹر مواد | بینڈ گیپ (eV) | پگھلنے کا نقطہ (K) | اہم درخواست | |
| پہلی نسل کے سیمی کنڈکٹر مواد | Ge | 1.1 | 1221 | کم وولٹیج، کم فریکوئنسی، میڈیم پاور ٹرانزسٹر، فوٹو ڈیٹیکٹر |
| دوسری نسل کے سیمی کنڈکٹر مواد | Si | 0.7 | 1687 | |
| تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹر مواد | GaAs | 1.4 | 1511 | مائیکرو ویو، ملی میٹر لہر کے آلات، روشنی خارج کرنے والے آلات |
| SiC | 3.05 | 2826 | 1. اعلی درجہ حرارت، اعلی تعدد، تابکاری سے مزاحم ہائی پاور ڈیوائسز 2. بلیو، گریڈ، وایلیٹ لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈس، سیمی کنڈکٹر لیزرز | |
| GaN | 3.4 | 1973 | ||
| AIN | 6.2 | 2470 | ||
| C | 5.5 | 3800 | ||
| ZnO | 3.37 | 2248 | ||
نیم کنٹرول شدہ اور مکمل کنٹرول شدہ پاور ڈیوائسز کی خصوصیات کا خلاصہ کریں:
| ڈیوائس کی قسم | ایس سی آر | جی ٹی آر | MOSFET | آئی جی بی ٹی |
| کنٹرول کی قسم | نبض کا محرک | موجودہ کنٹرول | وولٹیج کنٹرول | فلم سینٹر |
| خود بند لائن | کمیوٹیشن بند | خود بند آلہ | خود بند آلہ | خود بند آلہ |
| کام کرنے کی تعدد | 1 کلو ہرٹز | ~30khz | 20khz-Mhz | ~40khz |
| ڈرائیونگ پاور | چھوٹا | بڑا | چھوٹا | چھوٹا |
| سوئچنگ نقصانات | بڑا | بڑا | بڑا | بڑا |
| ترسیل کا نقصان | چھوٹا | چھوٹا | بڑا | چھوٹا |
| وولٹیج اور موجودہ سطح | 最大 | بڑا | کم از کم | مزید |
| عام ایپلی کیشنز | میڈیم فریکوئنسی انڈکشن ہیٹنگ | UPS فریکوئنسی کنورٹر | سوئچنگ پاور سپلائی | UPS فریکوئنسی کنورٹر |
| قیمت | سب سے کم | کم | درمیان میں | سب سے مہنگا |
| conductance ماڈیولیشن اثر | ہے | ہے | کوئی نہیں | ہے |
MOSFETs کو جانیں۔
MOSFET میں اعلی ان پٹ رکاوٹ، کم شور، اور اچھی تھرمل استحکام ہے۔ اس میں ایک سادہ مینوفیکچرنگ عمل اور مضبوط تابکاری ہے، لہذا یہ عام طور پر ایمپلیفائر سرکٹس یا سوئچنگ سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے۔
(1) مین سلیکشن پیرامیٹرز: ڈرین سورس وولٹیج VDS (وولٹیج کا سامنا)، ID مسلسل رساو کرنٹ، RDS(آن) آن ریزسٹنس، Ciss ان پٹ کیپیسیٹینس (جنکشن کیپیسیٹینس)، کوالٹی فیکٹر FOM=Ron*Qg، وغیرہ۔
(2) مختلف عمل کے مطابق، اسے TrenchMOS میں تقسیم کیا گیا ہے: trench MOSFET، بنیادی طور پر 100V کے اندر کم وولٹیج کے میدان میں؛ SGT (اسپلٹ گیٹ) MOSFET: اسپلٹ گیٹ MOSFET، بنیادی طور پر درمیانے اور کم وولٹیج کے میدان میں 200V کے اندر؛ SJ MOSFET: سپر جنکشن MOSFET، بنیادی طور پر ہائی وولٹیج فیلڈ 600-800V میں؛
سوئچنگ پاور سپلائی میں، جیسے اوپن ڈرین سرکٹ میں، ڈرین لوڈ کے ساتھ جڑی رہتی ہے، جسے اوپن ڈرین کہا جاتا ہے۔ اوپن ڈرین سرکٹ میں، اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ لوڈ کتنا ہی زیادہ وولٹیج منسلک ہے، لوڈ کرنٹ کو آن اور آف کیا جا سکتا ہے۔ یہ ایک مثالی اینالاگ سوئچنگ ڈیوائس ہے۔ یہ ایک سوئچنگ ڈیوائس کے طور پر MOSFET کا اصول ہے۔
مارکیٹ شیئر کے لحاظ سے، MOSFETs تقریباً تمام بڑے بین الاقوامی مینوفیکچررز کے ہاتھوں میں مرکوز ہیں۔ ان میں سے، Infineon نے 2015 میں IR (American International Rectifier Company) حاصل کیا اور انڈسٹری لیڈر بن گیا۔ ON سیمی کنڈکٹر نے ستمبر 2016 میں فیئر چائلڈ سیمی کنڈکٹر کا حصول بھی مکمل کیا۔، مارکیٹ شیئر چھلانگ لگا کر دوسرے نمبر پر آگیا، اور پھر فروخت کی درجہ بندی میں رینساس، توشیبا، IWC، ST، Vishay، Anshi، Magna، وغیرہ تھے۔
مین اسٹریم MOSFET برانڈز کو کئی سیریز میں تقسیم کیا گیا ہے: امریکی، جاپانی اور کورین۔
امریکن سیریز: Infineon، IR، Fairchild، ON Semiconductor، ST، TI، PI، AOS، وغیرہ؛
جاپانی: توشیبا، رینیسا، ROHM، وغیرہ؛
کوریائی سیریز: Magna, KEC, AUK, Morina Hiroshi, Shinan, KIA
MOSFET پیکیج کے زمرے
پی سی بی بورڈ پر جس طرح سے اسے انسٹال کیا گیا ہے، اس کے مطابق MOSFET پیکیجز کی دو اہم اقسام ہیں: پلگ ان (تھرو ہول) اور سطحی ماؤنٹ (سرفیس ماؤنٹ)۔ میں
پلگ ان کی قسم کا مطلب یہ ہے کہ MOSFET کے پن پی سی بی بورڈ کے بڑھتے ہوئے سوراخوں سے گزرتے ہیں اور پی سی بی بورڈ میں ویلڈیڈ ہوتے ہیں۔ عام پلگ ان پیکجوں میں شامل ہیں: ڈوئل ان لائن پیکیج (DIP)، ٹرانجسٹر آؤٹ لائن پیکیج (TO)، اور پن گرڈ اری پیکج (PGA)۔
پلگ ان پیکیجنگ
سرفیس ماؤنٹنگ وہ جگہ ہے جہاں MOSFET پنوں اور ہیٹ ڈسپیشن فلانج کو پی سی بی بورڈ کی سطح پر پیڈ پر ویلڈ کیا جاتا ہے۔ عام سطح کے ماؤنٹ پیکجز میں شامل ہیں: ٹرانزسٹر آؤٹ لائن (D-PAK)، چھوٹا آؤٹ لائن ٹرانزسٹر (SOT)، چھوٹا آؤٹ لائن پیکیج (SOP)، کواڈ فلیٹ پیکیج (QFP)، پلاسٹک لیڈڈ چپ کیریئر (PLCC) وغیرہ۔
سطح ماؤنٹ پیکج
ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، پی سی بی بورڈز جیسے مدر بورڈز اور گرافکس کارڈ فی الحال کم اور براہ راست پلگ ان پیکیجنگ کا استعمال کرتے ہیں، اور زیادہ سطحی ماؤنٹ پیکیجنگ استعمال کی جاتی ہے۔
1. ڈوئل ان لائن پیکج (DIP)
DIP پیکیج میں پنوں کی دو قطاریں ہیں اور اسے DIP ڈھانچے کے ساتھ چپ ساکٹ میں داخل کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کا اخذ کرنے کا طریقہ SDIP (Shrink DIP) ہے، جو ایک سکڑ ڈبل ان لائن پیکیج ہے۔ پن کی کثافت DIP کے مقابلے میں 6 گنا زیادہ ہے۔
ڈی آئی پی پیکیجنگ ڈھانچے میں شامل ہیں: ملٹی لیئر سیرامک ڈوئل ان لائن ڈی آئی پی، سنگل لیئر سیرامک ڈوئل ان لائن ڈی آئی پی، لیڈ فریم ڈی آئی پی (بشمول گلاس سیرامک سیلنگ کی قسم، پلاسٹک انکیپسولیشن ڈھانچے کی قسم، سیرامک کم پگھلنے والے شیشے کی انکیپسولیشن) ٹائپ) وغیرہ۔ ڈی آئی پی پیکیجنگ کی خصوصیت یہ ہے کہ یہ پی سی بی بورڈز کی ہول ویلڈنگ کو آسانی سے محسوس کر سکتی ہے اور مدر بورڈ کے ساتھ اچھی مطابقت رکھتی ہے۔
تاہم، چونکہ اس کا پیکیجنگ ایریا اور موٹائی نسبتاً بڑی ہے، اور پنوں کو پلگ لگانے اور ان پلگ کرنے کے عمل کے دوران آسانی سے نقصان پہنچایا جاتا ہے، اس لیے قابل اعتمادی کم ہے۔ ایک ہی وقت میں، عمل کے اثر و رسوخ کی وجہ سے، پنوں کی تعداد عام طور پر 100 سے زیادہ نہیں ہوتی ہے۔ لہذا، الیکٹرانک صنعت کے اعلی انضمام کے عمل میں، DIP پیکیجنگ آہستہ آہستہ تاریخ کے مرحلے سے پیچھے ہٹ گئی ہے۔
2. ٹرانزسٹر آؤٹ لائن پیکیج (TO)
ابتدائی پیکیجنگ کی وضاحتیں، جیسے TO-3P، TO-247، TO-92، TO-92L، TO-220، TO-220F، TO-251، وغیرہ، سبھی پلگ ان پیکیجنگ ڈیزائن ہیں۔
TO-3P/247: یہ درمیانے درجے کے ہائی وولٹیج اور ہائی کرنٹ MOSFETs کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والی پیکیجنگ شکل ہے۔ پروڈکٹ میں اعلی وولٹیج اور مضبوط خرابی کے خلاف مزاحمت کی خصوصیات ہیں۔ میں
TO-220/220F: TO-220F ایک مکمل طور پر پلاسٹک کا پیکج ہے، اور اسے ریڈی ایٹر پر انسٹال کرتے وقت انسولیٹنگ پیڈ شامل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ TO-220 میں ایک دھاتی شیٹ درمیانی پن سے جڑی ہوئی ہے، اور ریڈی ایٹر کو انسٹال کرتے وقت ایک انسولیٹنگ پیڈ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان دو پیکیج شیلیوں کے MOSFETs میں ایک جیسی ظاہری شکل ہے اور ایک دوسرے کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ میں
TO-251: اس پیکڈ پروڈکٹ کو بنیادی طور پر لاگت کو کم کرنے اور پروڈکٹ کا سائز کم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ بنیادی طور پر درمیانے وولٹیج اور 60A سے نیچے ہائی وولٹیج اور 7N سے نیچے ہائی وولٹیج والے ماحول میں استعمال ہوتا ہے۔ میں
TO-92: یہ پیکیج صرف کم وولٹیج MOSFET (موجودہ 10A سے نیچے، 60V سے کم وولٹیج کو برداشت کرنے والا) اور ہائی وولٹیج 1N60/65 کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ اخراجات کو کم کیا جا سکے۔
حالیہ برسوں میں، پلگ ان پیکیجنگ کے عمل کی زیادہ ویلڈنگ لاگت اور پیچ قسم کی مصنوعات کے لیے کمتر گرمی کی کھپت کی کارکردگی کی وجہ سے، سطحی ماؤنٹ مارکیٹ میں مانگ مسلسل بڑھ رہی ہے، جس کی وجہ سے TO پیکیجنگ کی ترقی بھی ہوئی ہے۔ سطح ماؤنٹ پیکیجنگ میں۔
TO-252 (جسے D-PAK بھی کہا جاتا ہے) اور TO-263 (D2PAK) دونوں سطحی ماؤنٹ پیکجز ہیں۔
پیکج کی مصنوعات کی ظاہری شکل
TO252/D-PAK ایک پلاسٹک چپ پیکج ہے، جو عام طور پر پاور ٹرانزسٹروں اور وولٹیج کو مستحکم کرنے والی چپس کی پیکیجنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ موجودہ مین اسٹریم پیکجوں میں سے ایک ہے۔ اس پیکیجنگ طریقہ کو استعمال کرنے والے MOSFET میں تین الیکٹروڈ، گیٹ (G)، ڈرین (D)، اور سورس (S) ہیں۔ ڈرین (D) پن کاٹ دیا جاتا ہے اور استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔ اس کے بجائے، پچھلی جانب ہیٹ سنک کو ڈرین (D) کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جسے براہ راست PCB میں ویلڈ کیا جاتا ہے۔ ایک طرف، یہ بڑی کرنٹ کو آؤٹ پٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور دوسری طرف، یہ پی سی بی کے ذریعے گرمی کو ختم کرتا ہے۔ لہذا، پی سی بی پر تین D-PAK پیڈ ہیں، اور ڈرین (D) پیڈ بڑا ہے۔ اس کی پیکیجنگ کی وضاحتیں مندرجہ ذیل ہیں:
TO-252/D-PAK پیکیج سائز کی وضاحتیں۔
TO-263 TO-220 کی ایک قسم ہے۔ یہ بنیادی طور پر پیداوار کی کارکردگی اور گرمی کی کھپت کو بہتر بنانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ انتہائی اعلی کرنٹ اور وولٹیج کی حمایت کرتا ہے۔ یہ 150A سے نیچے اور 30V سے اوپر کے درمیانے وولٹیج ہائی کرنٹ MOSFETs میں زیادہ عام ہے۔ D2PAK (TO-263AB) کے علاوہ، اس میں TO263-2، TO263-3، TO263-5، TO263-7 اور دیگر طرزیں بھی شامل ہیں، جو TO-263 کے ماتحت ہیں، بنیادی طور پر پنوں کی مختلف تعداد اور فاصلے کی وجہ سے .
TO-263/D2PAK پیکیج سائز کی تفصیلاتs
3. پن گرڈ اری پیکج (PGA)
PGA (Pin Grid Array Package) چپ کے اندر اور باہر متعدد مربع صف والے پن ہیں۔ ہر مربع سرنی پن کو چپ کے ارد گرد ایک خاص فاصلے پر ترتیب دیا گیا ہے۔ پنوں کی تعداد پر منحصر ہے، اسے 2 سے 5 دائروں میں بنایا جا سکتا ہے۔ تنصیب کے دوران، صرف خصوصی PGA ساکٹ میں چپ داخل کریں۔ اس میں آسان پلگنگ اور ان پلگنگ اور اعلی وشوسنییتا کے فوائد ہیں، اور اعلی تعدد کے مطابق ڈھال سکتے ہیں۔
پی جی اے پیکیج اسٹائل
اس کے زیادہ تر چپ سبسٹریٹس سیرامک مواد سے بنے ہیں، اور کچھ پلاسٹک کی رال کو سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ ٹیکنالوجی کے لحاظ سے، پن سینٹر کا فاصلہ عام طور پر 2.54 ملی میٹر ہوتا ہے، اور پنوں کی تعداد 64 سے 447 تک ہوتی ہے۔ اس قسم کی پیکیجنگ کی خصوصیت یہ ہے کہ پیکیجنگ ایریا (حجم) جتنا چھوٹا ہوگا، بجلی کی کھپت (کارکردگی) اتنی ہی کم ہوگی۔ ) یہ برداشت کر سکتا ہے، اور اس کے برعکس۔ چپس کی پیکیجنگ کا یہ انداز ابتدائی دنوں میں زیادہ عام تھا، اور زیادہ تر سی پی یو جیسی اعلیٰ طاقت استعمال کرنے والی مصنوعات کی پیکنگ کے لیے استعمال ہوتا تھا۔ مثال کے طور پر، Intel's 80486 اور Pentium سبھی اس پیکیجنگ اسٹائل کو استعمال کرتے ہیں۔ یہ MOSFET مینوفیکچررز کی طرف سے بڑے پیمانے پر اپنایا نہیں جاتا ہے.
4. چھوٹا آؤٹ لائن ٹرانزسٹر پیکیج (SOT)
SOT (Small Out-line Transistor) ایک پیچ قسم کا چھوٹا پاور ٹرانزسٹر پیکیج ہے، جس میں بنیادی طور پر SOT23، SOT89، SOT143، SOT25 (یعنی SOT23-5) وغیرہ شامل ہیں۔ SOT323، SOT363/SOT26 (یعنی SOT23-6) اور دیگر اقسام ہیں۔ اخذ کردہ، جو TO پیکجز سے سائز میں چھوٹے ہیں۔
SOT پیکیج کی قسم
SOT23 ایک عام طور پر استعمال ہونے والا ٹرانزسٹر پیکیج ہے جس میں تین پنکھوں کے سائز والے پن ہیں، یعنی کلیکٹر، ایمیٹر اور بیس، جو جزو کے لمبے حصے کے دونوں طرف درج ہیں۔ ان میں ایمیٹر اور بیس ایک ہی طرف ہیں۔ یہ کم طاقت والے ٹرانجسٹرز، فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز اور ریزسٹر نیٹ ورکس کے ساتھ کمپوزٹ ٹرانزسٹرز میں عام ہیں۔ ان میں اچھی طاقت ہے لیکن سولڈر ایبلٹی کم ہے۔ ظاہری شکل ذیل کی شکل (a) میں دکھائی گئی ہے۔
SOT89 میں ٹرانزسٹر کے ایک طرف تین مختصر پن تقسیم کیے گئے ہیں۔ دوسری طرف ایک دھاتی ہیٹ سنک ہے جو گرمی کی کھپت کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے بیس سے جڑا ہوا ہے۔ یہ سلیکون پاور سرفیس ماؤنٹ ٹرانزسٹرز میں عام ہے اور زیادہ پاور ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔ ظاہری شکل ذیل کی شکل (b) میں دکھائی گئی ہے۔ میں
SOT143 میں چار چھوٹے پنکھوں کے سائز کے پن ہیں، جو دونوں اطراف سے نکلے ہوئے ہیں۔ پن کا وسیع اختتام کلیکٹر ہے۔ اس قسم کا پیکج ہائی فریکوئنسی ٹرانزسٹرز میں عام ہے، اور اس کی ظاہری شکل نیچے کی شکل (c) میں دکھائی گئی ہے۔ میں
SOT252 ایک ہائی پاور ٹرانزسٹر ہے جس میں تین پن ایک طرف سے ہوتے ہیں، اور درمیانی پن چھوٹا ہے اور کلیکٹر ہے۔ دوسرے سرے پر موجود بڑے پن سے جڑیں، جو کہ گرمی کی کھپت کے لیے ایک تانبے کی چادر ہے، اور اس کی ظاہری شکل نیچے کی شکل (d) میں دکھائی گئی ہے۔
عام SOT پیکیج کی ظاہری شکل کا موازنہ
چار ٹرمینل SOT-89 MOSFET عام طور پر مدر بورڈز پر استعمال ہوتا ہے۔ اس کی خصوصیات اور طول و عرض درج ذیل ہیں:
SOT-89 MOSFET سائز کی وضاحتیں (یونٹ: ملی میٹر)
5. چھوٹا آؤٹ لائن پیکیج (SOP)
SOP (Small Out-line Package) سطحی ماؤنٹ پیکجوں میں سے ایک ہے، جسے SOL یا DFP بھی کہا جاتا ہے۔ پنوں کو پیکج کے دونوں اطراف سے سیگل ونگ کی شکل (L شکل) میں کھینچا جاتا ہے۔ مواد پلاسٹک اور سیرامک ہیں۔ SOP پیکیجنگ کے معیارات میں SOP-8، SOP-16، SOP-20، SOP-28 وغیرہ شامل ہیں۔ SOP کے بعد نمبر پنوں کی تعداد کو ظاہر کرتا ہے۔ زیادہ تر MOSFET SOP پیکج SOP-8 وضاحتیں اپناتے ہیں۔ صنعت اکثر "P" کو چھوڑ دیتی ہے اور اسے SO (Small Out-Line) کے طور پر مخفف کرتی ہے۔
SOP-8 پیکیج کا سائز
SO-8 سب سے پہلے PHILIP کمپنی نے تیار کیا تھا۔ یہ پلاسٹک میں پیک کیا گیا ہے، اس میں گرمی کی کھپت کے نیچے کی پلیٹ نہیں ہے، اور گرمی کی کھپت خراب ہے۔ یہ عام طور پر کم طاقت والے MOSFETs کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ بعد میں، معیاری وضاحتیں جیسے TSOP (تھن سمال آؤٹ لائن پیکیج)، VSOP (بہت چھوٹا آؤٹ لائن پیکیج)، SSOP (Shrink SOP)، TSSOP (تھن سکڑ SOP) وغیرہ آہستہ آہستہ اخذ کیے گئے۔ ان میں، TSOP اور TSSOP عام طور پر MOSFET پیکیجنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔
SOP اخذ کردہ تصریحات عام طور پر MOSFETs کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔
6. کواڈ فلیٹ پیکیج (QFP)
کیو ایف پی (پلاسٹک کواڈ فلیٹ پیکیج) پیکج میں چپ پنوں کے درمیان فاصلہ بہت چھوٹا ہے اور پن بہت پتلی ہیں۔ یہ عام طور پر بڑے پیمانے پر یا انتہائی بڑے انٹیگریٹڈ سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے، اور پنوں کی تعداد عام طور پر 100 سے زیادہ ہوتی ہے۔ اس شکل میں پیک کیے گئے چپس کو مدر بورڈ پر چپ کو سولڈر کرنے کے لیے SMT سطح پر چڑھنے والی ٹیکنالوجی کا استعمال کرنا چاہیے۔ اس پیکیجنگ کے طریقہ کار میں چار اہم خصوصیات ہیں: ① یہ پی سی بی سرکٹ بورڈز پر وائرنگ لگانے کے لیے ایس ایم ڈی سطح پر چڑھنے والی ٹیکنالوجی کے لیے موزوں ہے۔ ② یہ اعلی تعدد کے استعمال کے لیے موزوں ہے؛ ③ یہ کام کرنا آسان ہے اور اعلی وشوسنییتا ہے؛ ④ چپ کے علاقے اور پیکیجنگ ایریا کے درمیان تناسب چھوٹا ہے۔ پی جی اے پیکیجنگ کے طریقہ کی طرح، یہ پیکیجنگ طریقہ چپ کو پلاسٹک کے پیکج میں لپیٹ دیتا ہے اور جب چپ بروقت کام کر رہی ہو تو پیدا ہونے والی گرمی کو ختم نہیں کر سکتی۔ یہ MOSFET کی کارکردگی میں بہتری کو محدود کرتا ہے۔ اور پلاسٹک کی پیکیجنگ خود ڈیوائس کے سائز کو بڑھاتی ہے، جو ہلکے، پتلے، چھوٹے اور چھوٹے ہونے کی سمت میں سیمی کنڈکٹرز کی ترقی کے تقاضوں کو پورا نہیں کرتی ہے۔ اس کے علاوہ، اس قسم کی پیکیجنگ کا طریقہ ایک ہی چپ پر مبنی ہے، جس میں کم پیداواری کارکردگی اور زیادہ پیکیجنگ لاگت کے مسائل ہیں۔ لہذا، QFP ڈیجیٹل لاجک LSI سرکٹس جیسے مائکرو پروسیسرز/گیٹ اریوں میں استعمال کے لیے زیادہ موزوں ہے، اور اینالاگ LSI سرکٹ مصنوعات جیسے VTR سگنل پروسیسنگ اور آڈیو سگنل پروسیسنگ کے لیے بھی موزوں ہے۔
7، کواڈ فلیٹ پیکیج بغیر لیڈز (QFN)
کیو ایف این (کواڈ فلیٹ نان لیڈ پیکیج) پیکیج چاروں اطراف میں الیکٹروڈ رابطوں سے لیس ہے۔ چونکہ کوئی لیڈز نہیں ہیں، بڑھتے ہوئے رقبہ QFP سے چھوٹا ہے اور اونچائی QFP سے کم ہے۔ ان میں سیرامک کیو ایف این کو ایل سی سی (لیڈ لیس چپ کیریئرز) بھی کہا جاتا ہے، اور گلاس ایپوکسی رال پرنٹ شدہ سبسٹریٹ بیس میٹریل کا استعمال کرتے ہوئے کم قیمت والے پلاسٹک کیو ایف این کو پلاسٹک ایل سی سی، پی سی ایل سی، پی ایل سی سی، وغیرہ کہا جاتا ہے۔ یہ ایک ابھرتی ہوئی سطح ماؤنٹ چپ پیکیجنگ ہے۔ چھوٹے پیڈ سائز، چھوٹے حجم، اور سگ ماہی مواد کے طور پر پلاسٹک کے ساتھ ٹیکنالوجی. QFN بنیادی طور پر مربوط سرکٹ پیکیجنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور MOSFET استعمال نہیں کیا جائے گا۔ تاہم، چونکہ انٹیل نے ایک مربوط ڈرائیور اور MOSFET حل تجویز کیا، اس لیے اس نے QFN-56 پیکیج میں DrMOS لانچ کیا ("56" سے مراد چپ کے پچھلے حصے میں 56 کنکشن پن ہے)۔
واضح رہے کہ QFN پیکج میں وہی بیرونی لیڈ کنفیگریشن ہے جو کہ انتہائی پتلی چھوٹی آؤٹ لائن پیکج (TSSOP) ہے، لیکن اس کا سائز TSSOP سے 62% چھوٹا ہے۔ QFN ماڈلنگ ڈیٹا کے مطابق، اس کی تھرمل کارکردگی TSSOP پیکیجنگ سے 55% زیادہ ہے، اور اس کی برقی کارکردگی (Inductance اور capacitance) بالترتیب TSSOP پیکیجنگ سے 60% اور 30% زیادہ ہے۔ سب سے بڑا نقصان یہ ہے کہ اسے ٹھیک کرنا مشکل ہے۔
QFN-56 پیکیج میں DrMOS
روایتی مجرد DC/DC سٹیپ-ڈاؤن سوئچنگ پاور سپلائیز زیادہ پاور کثافت کے تقاضوں کو پورا نہیں کر سکتیں، اور نہ ہی وہ ہائی سوئچنگ فریکوئنسی پر پرجیوی پیرامیٹر اثرات کے مسئلے کو حل کر سکتے ہیں۔ ٹیکنالوجی کی جدت اور ترقی کے ساتھ، یہ ملٹی چپ ماڈیولز بنانے کے لیے ڈرائیوروں اور MOSFETs کو مربوط کرنا ایک حقیقت بن گیا ہے۔ یہ انضمام کا طریقہ کافی جگہ بچا سکتا ہے اور بجلی کی کھپت کی کثافت کو بڑھا سکتا ہے۔ ڈرائیوروں اور MOSFETs کی اصلاح کے ذریعے، یہ ایک حقیقت بن گیا ہے۔ بجلی کی کارکردگی اور اعلیٰ معیار کا DC کرنٹ، یہ DrMOS انٹیگریٹڈ ڈرائیور IC ہے۔
Renesas 2nd جنریشن DrMOS
QFN-56 لیڈ لیس پیکج DrMOS تھرمل رکاوٹ کو بہت کم بناتا ہے۔ اندرونی وائر بانڈنگ اور کاپر کلپ ڈیزائن کے ساتھ، بیرونی PCB وائرنگ کو کم سے کم کیا جا سکتا ہے، اس طرح انڈکٹنس اور مزاحمت کو کم کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، گہرے چینل کے سلکان MOSFET پراسیس کا استعمال کنڈکشن، سوئچنگ اور گیٹ چارج کے نقصانات کو بھی نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔ یہ متعدد کنٹرولرز کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، مختلف آپریٹنگ طریقوں کو حاصل کر سکتا ہے، اور ایکٹو فیز کنورژن موڈ اے پی ایس (آٹو فیز سوئچنگ) کو سپورٹ کرتا ہے۔ QFN پیکیجنگ کے علاوہ، دو طرفہ فلیٹ نو لیڈ پیکیجنگ (DFN) بھی ایک نیا الیکٹرانک پیکیجنگ عمل ہے جو ON سیمی کنڈکٹر کے مختلف اجزاء میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے۔ QFN کے مقابلے میں، DFN کے دونوں طرف کم لیڈ آؤٹ الیکٹروڈ ہیں۔
8، پلاسٹک لیڈڈ چپ کیریئر (PLCC)
PLCC (پلاسٹک کواڈ فلیٹ پیکیج) مربع شکل کا ہے اور DIP پیکیج سے بہت چھوٹا ہے۔ اس کے چاروں طرف پنوں کے ساتھ 32 پن ہیں۔ پنوں کو ٹی شکل میں پیکج کے چاروں اطراف سے نکالا جاتا ہے۔ یہ ایک پلاسٹک کی مصنوعات ہے۔ پن سینٹر کا فاصلہ 1.27 ملی میٹر ہے، اور پنوں کی تعداد 18 سے 84 تک ہوتی ہے۔ J کے سائز کے پن آسانی سے خراب نہیں ہوتے ہیں اور QFP کے مقابلے میں کام کرنا آسان ہے، لیکن ویلڈنگ کے بعد ظاہری شکل کا معائنہ زیادہ مشکل ہے۔ پی ایل سی سی پیکیجنگ پی سی بی پر ایس ایم ٹی سرفیس ماؤنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے وائرنگ لگانے کے لیے موزوں ہے۔ اس میں چھوٹے سائز اور اعلی وشوسنییتا کے فوائد ہیں۔ PLCC پیکیجنگ نسبتاً عام ہے اور منطق LSI، DLD (یا پروگرام لاجک ڈیوائس) اور دیگر سرکٹس میں استعمال ہوتی ہے۔ یہ پیکیجنگ فارم اکثر مدر بورڈ BIOS میں استعمال ہوتا ہے، لیکن فی الحال یہ MOSFETs میں کم عام ہے۔
مرکزی دھارے کے اداروں کے لیے انکیپسولیشن اور بہتری
CPUs میں کم وولٹیج اور زیادہ کرنٹ کے ترقی کے رجحان کی وجہ سے، MOSFETs کو بڑے آؤٹ پٹ کرنٹ، کم آن مزاحمت، کم گرمی پیدا کرنے، تیز گرمی کی کھپت، اور چھوٹے سائز کی ضرورت ہوتی ہے۔ چپ پروڈکشن ٹیکنالوجی اور عمل کو بہتر بنانے کے علاوہ، MOSFET مینوفیکچررز پیکیجنگ ٹیکنالوجی کو بھی بہتر بناتے رہتے ہیں۔ معیاری ظاہری تصریحات کے ساتھ مطابقت کی بنیاد پر، وہ نئی پیکیجنگ شکلیں تجویز کرتے ہیں اور اپنے تیار کردہ نئے پیکجوں کے لیے ٹریڈ مارک کے نام رجسٹر کرتے ہیں۔
1، RENESAS WPAK، LFPAK اور LFPAK-I پیکیجز
WPAK ایک ہائی ہیٹ ریڈی ایشن پیکیج ہے جسے Renesas نے تیار کیا ہے۔ D-PAK پیکج کی تقلید کرتے ہوئے، چپ ہیٹ سنک کو مدر بورڈ پر ویلڈ کیا جاتا ہے، اور حرارت کو مدر بورڈ کے ذریعے خارج کیا جاتا ہے، تاکہ چھوٹا پیکیج WPAK بھی D-PAK کے آؤٹ پٹ کرنٹ تک پہنچ سکے۔ WPAK-D2 وائرنگ انڈکٹنس کو کم کرنے کے لیے دو اعلی/نیچے MOSFETs پیک کرتا ہے۔
Renesas WPAK پیکیج کا سائز
LFPAK اور LFPAK-I دو دیگر چھوٹے فارم فیکٹر پیکجز ہیں جو Renesas کے تیار کردہ ہیں جو SO-8 کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔ LFPAK D-PAK کی طرح ہے، لیکن D-PAK سے چھوٹا ہے۔ LFPAK-i ہیٹ سنک کے ذریعے گرمی کو ختم کرنے کے لیے ہیٹ سنک کو اوپر کی طرف رکھتا ہے۔
Renesas LFPAK اور LFPAK-I پیکیجز
2. Vishay Power-PAK اور Polar-PAK پیکیجنگ
Power-PAK MOSFET پیکیج کا نام ہے جو Vishay Corporation کے ذریعے رجسٹرڈ ہے۔ Power-PAK میں دو وضاحتیں شامل ہیں: Power-PAK1212-8 اور Power-PAK SO-8۔
Vishay Power-PAK1212-8 پیکیج
Vishay Power-PAK SO-8 پیکیج
پولر پی اے کے ایک چھوٹا پیکج ہے جس میں دو طرفہ گرمی کی کھپت ہے اور یہ وشئے کی بنیادی پیکیجنگ ٹیکنالوجیز میں سے ایک ہے۔ پولر PAK عام so-8 پیکج جیسا ہی ہے۔ اس کے پیکج کے اوپری اور نچلے دونوں اطراف میں ڈسپیپشن پوائنٹس ہیں۔ پیکیج کے اندر حرارت جمع کرنا آسان نہیں ہے اور یہ آپریٹنگ کرنٹ کی موجودہ کثافت کو SO-8 سے دوگنا کر سکتا ہے۔ فی الحال، Vishay نے پولر PAK ٹیکنالوجی کو STMicroelectronics کو لائسنس دیا ہے۔
وشئے پولر پاک پیکج
3. Onsemi SO-8 اور WDFN8 فلیٹ لیڈ پیکجز
ON سیمی کنڈکٹر نے دو قسم کے فلیٹ لیڈ MOSFETs تیار کیے ہیں، جن میں سے SO-8 ہم آہنگ فلیٹ لیڈ والے بہت سے بورڈز استعمال کرتے ہیں۔ ON سیمی کنڈکٹر کے نئے شروع کیے گئے NVMx اور NVTx پاور MOSFETs ترسیل کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے کمپیکٹ DFN5 (SO-8FL) اور WDFN8 پیکیجز کا استعمال کرتے ہیں۔ ڈرائیور کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے اس میں کم QG اور گنجائش بھی ہے۔
سیمی کنڈکٹر SO-8 فلیٹ لیڈ پیکیج پر
سیمی کنڈکٹر WDFN8 پیکیج پر
4. NXP LFPAK اور QLPAK پیکیجنگ
NXP (سابقہ فلپس) نے SO-8 پیکیجنگ ٹیکنالوجی کو LFPAK اور QLPAK میں بہتر کیا ہے۔ ان میں سے، LFPAK کو دنیا کا سب سے قابل اعتماد پاور SO-8 پیکیج سمجھا جاتا ہے۔ جبکہ QLPAK میں چھوٹے سائز اور زیادہ گرمی کی کھپت کی کارکردگی کی خصوصیات ہیں۔ عام SO-8 کے مقابلے میں، QLPAK 6*5mm کے PCB بورڈ ایریا پر قابض ہے اور اس کی تھرمل مزاحمت 1.5k/W ہے۔
NXP LFPAK پیکیج
NXP QLPAK پیکیجنگ
4. ST سیمی کنڈکٹر PowerSO-8 پیکیج
STMicroelectronics کی پاور MOSFET چپ پیکیجنگ ٹیکنالوجیز میں SO-8، PowerSO-8، PowerFLAT، DirectFET، PolarPAK، وغیرہ شامل ہیں۔ ان میں سے، Power SO-8 SO-8 کا ایک بہتر ورژن ہے۔ اس کے علاوہ، PowerSO-10، PowerSO-20، TO-220FP، H2PAK-2 اور دیگر پیکیجز موجود ہیں۔
STMicroelectronics Power SO-8 پیکیج
5. فیئر چائلڈ سیمی کنڈکٹر پاور 56 پیکیج
پاور 56 فارچائلڈ کا خصوصی نام ہے، اور اس کا آفیشل نام DFN5×6 ہے۔ اس کا پیکیجنگ ایریا عام طور پر استعمال ہونے والے TSOP-8 کے مقابلے کے قابل ہے، اور پتلا پیکج اجزاء کی کلیئرنس کی اونچائی کو بچاتا ہے، اور نیچے کا تھرمل پیڈ ڈیزائن تھرمل مزاحمت کو کم کرتا ہے۔ لہذا، بہت سے پاور ڈیوائس مینوفیکچررز نے DFN5×6 کو تعینات کیا ہے۔
فیئر چائلڈ پاور 56 پیکیج
6. بین الاقوامی ریکٹیفائر (IR) ڈائریکٹ FET پیکیج
ڈائریکٹ FET SO-8 یا اس سے چھوٹے فٹ پرنٹ میں موثر اوپری کولنگ فراہم کرتا ہے اور کمپیوٹر، لیپ ٹاپ، ٹیلی کمیونیکیشنز اور کنزیومر الیکٹرانکس آلات میں AC-DC اور DC-DC پاور کنورژن ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔ DirectFET کی میٹل کین تعمیر معیاری پلاسٹک ڈسکریٹ پیکجوں کے مقابلے میں ہائی فریکوئنسی DC-DC بک کنورٹرز کی موجودہ ہینڈلنگ کی صلاحیتوں کو مؤثر طریقے سے دگنا کرتے ہوئے، دو طرفہ حرارت کی کھپت فراہم کرتی ہے۔ ڈائریکٹ FET پیکج ایک ریورس ماونٹڈ قسم ہے، جس میں ڈرین (D) ہیٹ سنک کا سامنا اوپر کی طرف ہوتا ہے اور دھات کے خول سے ڈھکا ہوتا ہے، جس کے ذریعے گرمی کو ختم کیا جاتا ہے۔ براہ راست FET پیکیجنگ گرمی کی کھپت کو بہت بہتر بناتی ہے اور اچھی گرمی کی کھپت کے ساتھ کم جگہ لیتی ہے۔
خلاصہ کریں۔
مستقبل میں، جیسا کہ الیکٹرانک مینوفیکچرنگ انڈسٹری انتہائی پتلی، چھوٹے، کم وولٹیج، اور ہائی کرنٹ کی سمت میں ترقی کرتی جا رہی ہے، MOSFET کی ظاہری شکل اور اندرونی پیکیجنگ ڈھانچہ بھی مینوفیکچرنگ کی ترقی کی ضروریات کو بہتر طریقے سے ڈھالنے کے لیے تبدیل ہو جائے گا۔ صنعت مزید برآں، الیکٹرانک مینوفیکچررز کے لیے انتخاب کی حد کو کم کرنے کے لیے، ماڈیولرائزیشن اور سسٹم لیول پیکیجنگ کی سمت میں MOSFET کی ترقی کا رجحان تیزی سے واضح ہو جائے گا، اور مصنوعات متعدد جہتوں جیسے کارکردگی اور لاگت سے مربوط انداز میں تیار ہوں گی۔ . پیکیج MOSFET کے انتخاب کے لیے ایک اہم حوالہ جاتی عوامل میں سے ایک ہے۔ مختلف الیکٹرانک مصنوعات کی مختلف برقی ضروریات ہوتی ہیں، اور تنصیب کے مختلف ماحول کو بھی پورا کرنے کے لیے مماثل سائز کی وضاحتیں درکار ہوتی ہیں۔ اصل انتخاب میں، فیصلہ عمومی اصول کے تحت اصل ضروریات کے مطابق کیا جانا چاہیے۔ کچھ الیکٹرانک سسٹم پی سی بی کے سائز اور اندرونی اونچائی سے محدود ہیں۔ مثال کے طور پر، کمیونیکیشن سسٹم کے ماڈیول پاور سپلائیز عام طور پر اونچائی کی پابندیوں کی وجہ سے DFN5*6 اور DFN3*3 پیکجز استعمال کرتے ہیں۔ کچھ ACDC پاور سپلائیز میں، انتہائی پتلے ڈیزائن یا شیل کی حدود کی وجہ سے TO220 پیکڈ پاور MOSFETs کو جمع کرنے کے لیے موزوں ہیں۔ اس وقت، پنوں کو براہ راست جڑ میں داخل کیا جا سکتا ہے، جو TO247 پیک شدہ مصنوعات کے لیے موزوں نہیں ہے۔ کچھ انتہائی پتلے ڈیزائنوں کے لیے ڈیوائس پنوں کو موڑنے اور فلیٹ رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے، جو MOSFET کے انتخاب کی پیچیدگی کو بڑھا دے گی۔
MOSFET کا انتخاب کیسے کریں۔
ایک انجینئر نے ایک بار مجھے بتایا کہ اس نے کبھی MOSFET ڈیٹا شیٹ کے پہلے صفحے کو نہیں دیکھا کیونکہ "عملی" معلومات صرف دوسرے صفحے پر اور اس سے آگے ظاہر ہوتی ہیں۔ MOSFET ڈیٹا شیٹ پر تقریباً ہر صفحہ ڈیزائنرز کے لیے قیمتی معلومات پر مشتمل ہوتا ہے۔ لیکن یہ ہمیشہ واضح نہیں ہوتا ہے کہ مینوفیکچررز کے فراہم کردہ ڈیٹا کی تشریح کیسے کی جائے۔
یہ مضمون MOSFETs کی کچھ کلیدی خصوصیات کا خاکہ پیش کرتا ہے، انہیں ڈیٹا شیٹ پر کیسے بیان کیا گیا ہے، اور ان کو سمجھنے کے لیے آپ کو واضح تصویر کی ضرورت ہے۔ زیادہ تر الیکٹرانک آلات کی طرح، MOSFETs آپریٹنگ درجہ حرارت سے متاثر ہوتے ہیں۔ لہٰذا ان ٹیسٹ کی شرائط کو سمجھنا ضروری ہے جن کے تحت مذکورہ اشارے لگائے جاتے ہیں۔ یہ سمجھنا بھی بہت ضروری ہے کہ آیا آپ کو "پروڈکٹ کے تعارف" میں جو اشارے نظر آتے ہیں وہ "زیادہ سے زیادہ" ہیں یا "عام" قدریں، کیونکہ کچھ ڈیٹا شیٹس اسے واضح نہیں کرتی ہیں۔
وولٹیج گریڈ
بنیادی خصوصیت جو MOSFET کا تعین کرتی ہے وہ اس کا ڈرین سورس وولٹیج VDS ہے، یا "ڈرین سورس بریک ڈاؤن وولٹیج"، جو کہ سب سے زیادہ وولٹیج ہے جسے MOSFET بغیر کسی نقصان کے برداشت کر سکتا ہے جب گیٹ سورس اور ڈرین کرنٹ کی طرف شارٹ سرکٹ ہوتا ہے۔ 250μA ہے۔ . VDS کو "25 ° C پر مطلق زیادہ سے زیادہ وولٹیج" بھی کہا جاتا ہے، لیکن یہ یاد رکھنا ضروری ہے کہ یہ مطلق وولٹیج درجہ حرارت پر منحصر ہے، اور ڈیٹا شیٹ میں عام طور پر "VDS درجہ حرارت کا گتانک" ہوتا ہے۔ آپ کو یہ بھی سمجھنے کی ضرورت ہے کہ زیادہ سے زیادہ VDS ڈی سی وولٹیج کے علاوہ کسی بھی وولٹیج کے اسپائکس اور لہریں ہیں جو سرکٹ میں موجود ہو سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، اگر آپ 100mV، 5ns سپائیک کے ساتھ 30V پاور سپلائی پر 30V ڈیوائس استعمال کرتے ہیں، تو وولٹیج ڈیوائس کی مطلق زیادہ سے زیادہ حد سے تجاوز کر جائے گا اور ڈیوائس برفانی تودے کے موڈ میں داخل ہو سکتی ہے۔ اس صورت میں، MOSFET کی وشوسنییتا کی ضمانت نہیں دی جا سکتی۔ اعلی درجہ حرارت پر، درجہ حرارت کا گتانک بریک ڈاؤن وولٹیج کو نمایاں طور پر تبدیل کر سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، 600V کی وولٹیج کی درجہ بندی کے ساتھ کچھ N-چینل MOSFETs میں مثبت درجہ حرارت کا گتانک ہوتا ہے۔ جب وہ اپنے زیادہ سے زیادہ جنکشن درجہ حرارت کے قریب پہنچتے ہیں، درجہ حرارت کا گتانک ان MOSFETs کو 650V MOSFETs کی طرح برتاؤ کرنے کا سبب بنتا ہے۔ بہت سے MOSFET صارفین کے ڈیزائن کے اصولوں میں 10% سے 20% کے ڈیریٹنگ فیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔ کچھ ڈیزائنوں میں، اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ اصل خرابی کا وولٹیج 25°C پر درجہ بندی کی قیمت سے 5% سے 10% زیادہ ہے، اصل ڈیزائن میں ایک متعلقہ مفید ڈیزائن مارجن شامل کیا جائے گا، جو ڈیزائن کے لیے بہت فائدہ مند ہے۔ MOSFETs کے درست انتخاب کے لیے اتنا ہی اہم ہے کہ ترسیل کے عمل کے دوران گیٹ سورس وولٹیج VGS کے کردار کو سمجھنا ہے۔ یہ وولٹیج وہ وولٹیج ہے جو ایک دی گئی زیادہ سے زیادہ RDS (آن) حالت کے تحت MOSFET کی مکمل ترسیل کو یقینی بناتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ آن ریزسٹنس کا تعلق ہمیشہ VGS لیول سے ہوتا ہے، اور اس وولٹیج پر ہی ڈیوائس کو آن کیا جا سکتا ہے۔ ڈیزائن کا ایک اہم نتیجہ یہ ہے کہ آپ RDS(آن) درجہ بندی حاصل کرنے کے لیے استعمال ہونے والے کم از کم VGS سے کم وولٹیج کے ساتھ MOSFET کو مکمل طور پر آن نہیں کر سکتے۔ مثال کے طور پر، ایک MOSFET کو 3.3V مائیکرو کنٹرولر کے ساتھ مکمل طور پر چلانے کے لیے، آپ کو VGS=2.5V یا اس سے کم پر MOSFET کو آن کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔
آن ریزسٹنس، گیٹ چارج، اور "فگر آف میرٹ"
MOSFET کی آن ریزسٹنس ہمیشہ ایک یا زیادہ گیٹ ٹو سورس وولٹیجز پر طے کی جاتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ RDS(آن) کی حد عام قدر سے 20% سے 50% زیادہ ہو سکتی ہے۔ RDS (آن) کی زیادہ سے زیادہ حد عام طور پر 25 ° C کے جنکشن درجہ حرارت پر قدر سے مراد ہے۔ زیادہ درجہ حرارت پر، RDS(آن) میں 30% سے 150% تک اضافہ ہو سکتا ہے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ چونکہ RDS(آن) درجہ حرارت کے ساتھ تبدیلیوں اور کم سے کم مزاحمتی قدر کی ضمانت نہیں دی جا سکتی، اس لیے RDS(آن) کی بنیاد پر کرنٹ کا پتہ لگانا ممکن نہیں ہے۔ ایک بہت درست طریقہ.
شکل 1 RDS(آن) زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت کے 30% سے 150% کی حد میں درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتا ہے
N-چینل اور P-چینل MOSFETs دونوں کے لیے آن مزاحمت بہت اہم ہے۔ پاور سپلائیز کو سوئچ کرنے میں، Qg N-چینل MOSFETs کے لیے ایک کلیدی انتخابی معیار ہے جو پاور سپلائی کو سوئچ کرنے میں استعمال ہوتا ہے کیونکہ Qg سوئچنگ کے نقصانات کو متاثر کرتا ہے۔ ان نقصانات کے دو اثرات ہوتے ہیں: ایک سوئچنگ کا وقت جو MOSFET کو آن اور آف کرتا ہے۔ دوسرا ہر سوئچنگ کے عمل کے دوران گیٹ کیپیسیٹینس کو چارج کرنے کے لیے درکار توانائی ہے۔ ذہن میں رکھنے کی ایک بات یہ ہے کہ Qg گیٹ سورس وولٹیج پر منحصر ہے، یہاں تک کہ اگر کم Vgs استعمال کرنے سے سوئچنگ کے نقصانات کم ہوتے ہیں۔ سوئچنگ ایپلی کیشنز میں استعمال کے لیے بنائے گئے MOSFETs کا موازنہ کرنے کے ایک تیز طریقہ کے طور پر، ڈیزائنرز اکثر ایک واحد فارمولہ استعمال کرتے ہیں جس میں ترسیل کے نقصانات کے لیے RDS(on) اور سوئچنگ نقصانات کے لیے Qg ہوتا ہے: RDS(on)xQg۔ یہ "فیگر آف میرٹ" (FOM) ڈیوائس کی کارکردگی کا خلاصہ کرتا ہے اور MOSFETs کو عام یا زیادہ سے زیادہ اقدار کے لحاظ سے موازنہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ تمام آلات پر درست موازنہ کو یقینی بنانے کے لیے، آپ کو یہ یقینی بنانا ہوگا کہ RDS(on) اور Qg کے لیے ایک ہی VGS استعمال کیا گیا ہے، اور یہ کہ اشاعت میں عام اور زیادہ سے زیادہ اقدار کو ایک ساتھ نہیں ملایا جائے۔ لوئر FOM آپ کو ایپلی کیشنز کو تبدیل کرنے میں بہتر کارکردگی فراہم کرے گا، لیکن اس کی ضمانت نہیں ہے۔ بہترین موازنہ کے نتائج صرف ایک حقیقی سرکٹ میں حاصل کیے جا سکتے ہیں، اور بعض صورتوں میں ہر MOSFET کے لیے سرکٹ کو ٹھیک کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ مختلف ٹیسٹ کے حالات کی بنیاد پر درجہ بندی شدہ کرنٹ اور پاور ڈسپیشن، زیادہ تر MOSFETs کے ڈیٹا شیٹ میں ایک یا زیادہ مسلسل ڈرین کرنٹ ہوتے ہیں۔ آپ ڈیٹا شیٹ کو غور سے دیکھنا چاہیں گے تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ آیا درجہ بندی مخصوص کیس کے درجہ حرارت پر ہے (مثلاً TC=25°C)، یا محیطی درجہ حرارت (مثلاً TA=25°C)۔ ان میں سے کون سی قدر زیادہ متعلقہ ہے اس کا انحصار ڈیوائس کی خصوصیات اور اطلاق پر ہوگا (شکل 2 دیکھیں)۔
شکل 2 تمام مطلق زیادہ سے زیادہ کرنٹ اور پاور ویلیوز حقیقی ڈیٹا ہیں۔
ہینڈ ہیلڈ ڈیوائسز میں استعمال ہونے والے چھوٹے سطح کے ماؤنٹ آلات کے لیے، سب سے زیادہ متعلقہ موجودہ سطح 70 ° C کے محیطی درجہ حرارت پر ہوسکتی ہے۔ ہیٹ سنک اور زبردستی ایئر کولنگ والے بڑے آلات کے لیے، TA=25℃ پر موجودہ سطح اصل صورتحال کے قریب ہو سکتی ہے۔ کچھ آلات کے لیے، ڈائی اپنے زیادہ سے زیادہ جنکشن درجہ حرارت پر پیکیج کی حد سے زیادہ کرنٹ کو سنبھال سکتی ہے۔ کچھ ڈیٹا شیٹس میں، یہ "ڈائی لمیٹڈ" کرنٹ لیول "پیکیج لمیٹڈ" موجودہ لیول کے لیے اضافی معلومات ہے، جو آپ کو ڈائی کی مضبوطی کا اندازہ دے سکتی ہے۔ اسی طرح کے تحفظات مسلسل بجلی کی کھپت پر لاگو ہوتے ہیں، جس کا انحصار نہ صرف درجہ حرارت پر ہوتا ہے بلکہ وقت پر بھی ہوتا ہے۔ تصور کریں کہ ایک آلہ PD=4W پر TA=70℃ پر 10 سیکنڈ کے لیے مسلسل کام کر رہا ہے۔ MOSFET پیکیج کی بنیاد پر "مسلسل" مدت کی تشکیل کیا ہوتی ہے، لہذا آپ ڈیٹا شیٹ سے نارملائزڈ تھرمل عارضی مائبادی پلاٹ استعمال کرنا چاہیں گے تاکہ یہ دیکھیں کہ 10 سیکنڈ، 100 سیکنڈ، یا 10 منٹ کے بعد بجلی کی کھپت کیسی نظر آتی ہے۔ . جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے، 10 سیکنڈ کی نبض کے بعد اس خصوصی ڈیوائس کا تھرمل ریزسٹنس گتانک تقریباً 0.33 ہے، جس کا مطلب ہے کہ ایک بار جب پیکج تقریباً 10 منٹ کے بعد تھرمل سنترپتی تک پہنچ جاتا ہے، تو ڈیوائس کی حرارت کی کھپت کی گنجائش 4W کے بجائے صرف 1.33W ہوتی ہے۔ . اگرچہ اچھی ٹھنڈک کے تحت ڈیوائس کی گرمی کی کھپت کی صلاحیت تقریباً 2W تک پہنچ سکتی ہے۔
شکل 3 جب پاور پلس لگائی جاتی ہے تو MOSFET کی تھرمل مزاحمت
درحقیقت، ہم MOSFET کا انتخاب کرنے کے طریقہ کو چار مراحل میں تقسیم کر سکتے ہیں۔
پہلا مرحلہ: N چینل یا P چینل کا انتخاب کریں۔
اپنے ڈیزائن کے لیے صحیح ڈیوائس کا انتخاب کرنے کا پہلا قدم یہ فیصلہ کرنا ہے کہ آیا N-چینل استعمال کرنا ہے یا P-چینل MOSFET۔ ایک عام پاور ایپلی کیشن میں، جب MOSFET زمین سے منسلک ہوتا ہے اور لوڈ مینز وولٹیج سے منسلک ہوتا ہے، MOSFET لو سائیڈ سوئچ بناتا ہے۔ لو سائیڈ سوئچ میں، ڈیوائس کو آف یا آن کرنے کے لیے درکار وولٹیج کو مدنظر رکھتے ہوئے N-چینل MOSFETs کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ جب MOSFET بس سے منسلک ہوتا ہے اور زمین پر لوڈ ہوتا ہے، تو ایک ہائی سائیڈ سوئچ استعمال کیا جاتا ہے۔ P-channel MOSFETs عام طور پر اس ٹوپولوجی میں استعمال ہوتے ہیں، جو کہ وولٹیج ڈرائیو کے تحفظات کی وجہ سے بھی ہے۔ اپنی ایپلیکیشن کے لیے صحیح ڈیوائس کو منتخب کرنے کے لیے، آپ کو ڈیوائس کو چلانے کے لیے درکار وولٹیج اور اسے اپنے ڈیزائن میں کرنے کا آسان ترین طریقہ طے کرنا چاہیے۔ اگلا مرحلہ مطلوبہ وولٹیج کی درجہ بندی کا تعین کرنا ہے، یا زیادہ سے زیادہ وولٹیج آلہ برداشت کر سکتا ہے۔ وولٹیج کی درجہ بندی جتنی زیادہ ہوگی، ڈیوائس کی قیمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ عملی تجربے کے مطابق، ریٹیڈ وولٹیج مینز وولٹیج یا بس وولٹیج سے زیادہ ہونا چاہیے۔ یہ کافی تحفظ فراہم کرے گا تاکہ MOSFET ناکام نہ ہو۔ MOSFET کا انتخاب کرتے وقت، زیادہ سے زیادہ وولٹیج کا تعین کرنا ضروری ہے جو نالی سے ماخذ تک برداشت کیا جا سکتا ہے، یعنی زیادہ سے زیادہ VDS۔ یہ جاننا ضروری ہے کہ زیادہ سے زیادہ وولٹیج ایک MOSFET درجہ حرارت کے ساتھ تبدیلیوں کو برداشت کر سکتا ہے۔ ڈیزائنرز کو پورے آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد میں وولٹیج کی مختلف حالتوں کی جانچ کرنی چاہیے۔ ریٹیڈ وولٹیج میں اس تغیر کی حد کو پورا کرنے کے لیے کافی مارجن ہونا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سرکٹ ناکام نہیں ہوگا۔ دیگر حفاظتی عوامل جن پر ڈیزائن کرنے والے انجینئرز کو غور کرنے کی ضرورت ہے ان میں وولٹیج ٹرانزینٹس شامل ہیں جو الیکٹرانکس جیسے موٹرز یا ٹرانسفارمرز کو سوئچ کرنے سے متاثر ہوتے ہیں۔ مختلف ایپلی کیشنز کے لیے شرح شدہ وولٹیج مختلف ہوتے ہیں۔ عام طور پر، پورٹیبل ڈیوائسز کے لیے 20V، FPGA پاور سپلائیز کے لیے 20-30V، اور 85-220VAC ایپلی کیشنز کے لیے 450-600V۔
مرحلہ 2: ریٹیڈ کرنٹ کا تعین کریں۔
دوسرا مرحلہ MOSFET کی موجودہ درجہ بندی کا انتخاب کرنا ہے۔ سرکٹ کی ترتیب پر منحصر ہے، یہ ریٹیڈ کرنٹ زیادہ سے زیادہ کرنٹ ہونا چاہیے جس کا بوجھ تمام حالات میں برداشت کر سکتا ہے۔ وولٹیج کی صورت حال کی طرح، ڈیزائنر کو یہ یقینی بنانا چاہیے کہ منتخب کردہ MOSFET اس موجودہ درجہ بندی کو برداشت کر سکتا ہے، یہاں تک کہ جب نظام موجودہ اسپائکس پیدا کرتا ہے۔ دو موجودہ حالات جن پر غور کیا جاتا ہے وہ مسلسل موڈ اور پلس اسپائک ہیں۔ مسلسل ترسیل کے موڈ میں، MOSFET ایک مستحکم حالت میں ہے، جہاں آلہ کے ذریعے کرنٹ مسلسل بہہ رہا ہے۔ پلس اسپائک سے مراد آلے کے ذریعے بہتے ہوئے ایک بڑے اضافے (یا سپائیک کرنٹ) کو کہتے ہیں۔ ایک بار جب ان حالات میں زیادہ سے زیادہ کرنٹ کا تعین ہو جاتا ہے، تو یہ صرف ایک ایسا آلہ منتخب کرنے کا معاملہ ہے جو اس زیادہ سے زیادہ کرنٹ کو سنبھال سکے۔ ریٹیڈ کرنٹ کو منتخب کرنے کے بعد، ترسیل کے نقصان کا بھی حساب لگانا ضروری ہے۔ اصل حالات میں، MOSFET ایک مثالی آلہ نہیں ہے کیونکہ ترسیل کے عمل کے دوران برقی توانائی کا نقصان ہوتا ہے، جسے ترسیل کا نقصان کہا جاتا ہے۔ ایک MOSFET "آن" ہونے پر ایک متغیر ریزسٹر کی طرح برتاؤ کرتا ہے، جس کا تعین ڈیوائس کے RDS(ON) سے ہوتا ہے اور درجہ حرارت کے ساتھ نمایاں طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ ڈیوائس کی بجلی کے نقصان کا حساب Iload2×RDS(ON) سے لگایا جا سکتا ہے۔ چونکہ درجہ حرارت کے ساتھ مزاحمت میں تبدیلی آتی ہے، اس لیے بجلی کا نقصان بھی متناسب طور پر بدل جائے گا۔ MOSFET پر جتنی زیادہ وولٹیج VGS لگائی جائے گی، RDS(ON) اتنا ہی چھوٹا ہوگا۔ اس کے برعکس، RDS(ON) جتنا زیادہ ہوگا۔ سسٹم ڈیزائنر کے لیے، یہ وہ جگہ ہے جہاں سسٹم وولٹیج کے لحاظ سے ٹریڈ آف آتے ہیں۔ پورٹیبل ڈیزائن کے لیے، کم وولٹیجز کا استعمال کرنا آسان (اور زیادہ عام) ہے، جب کہ صنعتی ڈیزائن کے لیے، زیادہ وولٹیج استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ نوٹ کریں کہ کرنٹ کے ساتھ RDS(ON) مزاحمت قدرے بڑھے گی۔ RDS(ON) ریزسٹر کے مختلف الیکٹریکل پیرامیٹرز میں تغیرات مینوفیکچرر کی طرف سے فراہم کردہ تکنیکی ڈیٹا شیٹ میں دیکھے جا سکتے ہیں۔ ڈیوائس کی خصوصیات پر ٹیکنالوجی کا نمایاں اثر پڑتا ہے، کیونکہ کچھ ٹیکنالوجیز زیادہ سے زیادہ VDS میں اضافہ کرتے وقت RDS(ON) کو بڑھاتی ہیں۔ ایسی ٹیکنالوجی کے لیے، اگر آپ VDS اور RDS(ON) کو کم کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں، تو آپ کو چپ کا سائز بڑھانا ہوگا، اس طرح مماثل پیکیج کے سائز اور متعلقہ ترقیاتی اخراجات میں اضافہ ہوگا۔ صنعت میں کئی ٹیکنالوجیز ہیں جو چپ کے سائز میں اضافے کو کنٹرول کرنے کی کوشش کر رہی ہیں، جن میں سب سے اہم چینل اور چارج بیلنسنگ ٹیکنالوجیز ہیں۔ خندق ٹیکنالوجی میں، ایک گہری کھائی ویفر میں سرایت کی جاتی ہے، جو عام طور پر کم وولٹیج کے لیے مخصوص ہوتی ہے، تاکہ مزاحمتی RDS(ON) کو کم کیا جا سکے۔ RDS (ON) پر زیادہ سے زیادہ VDS کے اثرات کو کم کرنے کے لیے، ترقی کے عمل کے دوران ایک اپیٹیکسیل گروتھ کالم/ایچنگ کالم کا عمل استعمال کیا گیا۔ مثال کے طور پر، Fairchild Semiconductor نے SuperFET نامی ایک ٹیکنالوجی تیار کی ہے جو RDS(ON) میں کمی کے لیے اضافی مینوفیکچرنگ اقدامات کا اضافہ کرتی ہے۔ RDS(ON) پر یہ توجہ اہم ہے کیونکہ جیسے جیسے معیاری MOSFET کا بریک ڈاؤن وولٹیج بڑھتا ہے، RDS(ON) تیزی سے بڑھتا ہے اور ڈائی سائز میں اضافہ کا باعث بنتا ہے۔ سپر ایف ای ٹی عمل RDS(ON) اور ویفر سائز کے درمیان کفایتی تعلق کو لکیری تعلق میں بدل دیتا ہے۔ اس طرح، SuperFET ڈیوائسز چھوٹے ڈائی سائزز میں مثالی کم RDS(ON) حاصل کر سکتے ہیں، یہاں تک کہ 600V تک کے بریک ڈاؤن وولٹیج کے ساتھ۔ نتیجہ یہ ہے کہ ویفر کے سائز کو 35٪ تک کم کیا جاسکتا ہے۔ اختتامی صارفین کے لیے، اس کا مطلب پیکج کے سائز میں نمایاں کمی ہے۔
تیسرا مرحلہ: تھرمل ضروریات کا تعین کریں۔
MOSFET کو منتخب کرنے کا اگلا مرحلہ سسٹم کی تھرمل ضروریات کا حساب لگانا ہے۔ ڈیزائنرز کو دو مختلف منظرناموں پر غور کرنا چاہیے، بدترین صورت حال اور حقیقی دنیا کا منظر۔ یہ سفارش کی جاتی ہے کہ سب سے خراب کیس کے حساب کتاب کا نتیجہ استعمال کریں، کیونکہ یہ نتیجہ ایک بڑا حفاظتی مارجن فراہم کرتا ہے اور اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ سسٹم ناکام نہیں ہوگا۔ کچھ پیمائشی ڈیٹا بھی ہیں جن پر MOSFET ڈیٹا شیٹ پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔ جیسے پیکڈ ڈیوائس کے سیمی کنڈکٹر جنکشن اور ماحول کے درمیان تھرمل مزاحمت، اور زیادہ سے زیادہ جنکشن کا درجہ حرارت۔ ڈیوائس کا جنکشن درجہ حرارت زیادہ سے زیادہ محیطی درجہ حرارت کے علاوہ تھرمل مزاحمت اور بجلی کی کھپت کی پیداوار کے برابر ہے (جنکشن کا درجہ حرارت = زیادہ سے زیادہ محیطی درجہ حرارت + [تھرمل مزاحمت × پاور ڈسپیشن])۔ اس مساوات کے مطابق، نظام کی زیادہ سے زیادہ بجلی کی کھپت کو حل کیا جا سکتا ہے، جو تعریف کے لحاظ سے I2×RDS(ON) کے برابر ہے۔ چونکہ ڈیزائنر نے زیادہ سے زیادہ کرنٹ کا تعین کیا ہے جو ڈیوائس سے گزرے گا، اس لیے RDS(ON) کا حساب مختلف درجہ حرارت پر لگایا جا سکتا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ سادہ تھرمل ماڈلز کے ساتھ کام کرتے وقت، ڈیزائنرز کو سیمی کنڈکٹر جنکشن/ڈیوائس کیس اور کیس/ماحول کی تھرمل صلاحیت پر بھی غور کرنا چاہیے۔ اس کے لیے ضروری ہے کہ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ اور پیکج فوری طور پر گرم نہ ہوں۔ برفانی تودے کے ٹوٹنے کا مطلب ہے کہ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس پر ریورس وولٹیج زیادہ سے زیادہ قدر سے تجاوز کر جاتا ہے اور ڈیوائس میں کرنٹ بڑھانے کے لیے ایک مضبوط برقی فیلڈ بناتا ہے۔ یہ کرنٹ بجلی کو ختم کر دے گا، آلے کے درجہ حرارت کو بڑھا دے گا، اور ممکنہ طور پر آلہ کو نقصان پہنچائے گا۔ سیمی کنڈکٹر کمپنیاں آلات پر برفانی تودے کی جانچ کریں گی، ان کے برفانی تودے کے وولٹیج کا حساب لگائیں گی، یا ڈیوائس کی مضبوطی کی جانچ کریں گی۔ درجہ بند برفانی تودے وولٹیج کا حساب لگانے کے دو طریقے ہیں۔ ایک شماریاتی طریقہ اور دوسرا تھرمل کیلکولیشن۔ تھرمل کیلکولیشن کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ زیادہ عملی ہے۔ کئی کمپنیوں نے اپنی ڈیوائس ٹیسٹنگ کی تفصیلات فراہم کی ہیں۔ مثال کے طور پر، Fairchild Semiconductor "Power MOSFET Avalanche Guidelines" فراہم کرتا ہے (Power MOSFET Avalanche Guidelines-Fairchild ویب سائٹ سے ڈاؤن لوڈ کیا جا سکتا ہے)۔ کمپیوٹنگ کے علاوہ، ٹیکنالوجی کا بھی برفانی تودے کے اثر پر بڑا اثر ہے۔ مثال کے طور پر، ڈائی سائز میں اضافہ برفانی تودے کی مزاحمت کو بڑھاتا ہے اور بالآخر ڈیوائس کی مضبوطی کو بڑھاتا ہے۔ اختتامی صارفین کے لیے، اس کا مطلب یہ ہے کہ سسٹم میں بڑے پیکجز استعمال کریں۔
مرحلہ 4: سوئچ کی کارکردگی کا تعین کریں۔
MOSFET کو منتخب کرنے کا آخری مرحلہ MOSFET کی سوئچنگ کارکردگی کا تعین کرنا ہے۔ بہت سے پیرامیٹرز ہیں جو سوئچنگ کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں، لیکن سب سے اہم گیٹ/ڈرین، گیٹ/ذریعہ اور ڈرین/ سورس کیپیسیٹینس ہیں۔ یہ کیپسیٹرز ڈیوائس میں سوئچنگ نقصانات پیدا کرتے ہیں کیونکہ جب بھی وہ سوئچ کرتے ہیں تو ان سے چارج کیا جاتا ہے۔ اس لیے MOSFET کی سوئچنگ کی رفتار کم ہو گئی ہے، اور ڈیوائس کی کارکردگی بھی کم ہو گئی ہے۔ سوئچنگ کے دوران آلے کے کل نقصانات کا حساب لگانے کے لیے، ڈیزائنر کو ٹرن آن (Eon) کے دوران ہونے والے نقصانات اور ٹرن آف (Eoff) کے دوران ہونے والے نقصانات کا حساب لگانا چاہیے۔ MOSFET سوئچ کی کل طاقت کا اظہار درج ذیل مساوات سے کیا جا سکتا ہے: Psw=(Eon+Eoff)×سوئچنگ فریکوئنسی۔ گیٹ چارج (Qgd) سوئچنگ کی کارکردگی پر سب سے زیادہ اثر ڈالتا ہے۔ سوئچنگ کی کارکردگی کی اہمیت کی بنیاد پر، اس سوئچنگ کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے مسلسل نئی ٹیکنالوجیز تیار کی جا رہی ہیں۔ چپ کا سائز بڑھانے سے گیٹ چارج بڑھ جاتا ہے۔ اس سے ڈیوائس کا سائز بڑھ جاتا ہے۔ سوئچنگ کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے، نئی ٹیکنالوجیز جیسے کہ چینل موٹی باٹم آکسیڈیشن سامنے آئی ہے، جس کا مقصد گیٹ چارج کو کم کرنا ہے۔ مثال کے طور پر، نئی ٹیکنالوجی SuperFET ترسیل کے نقصان کو کم کر سکتی ہے اور RDS(ON) اور گیٹ چارج (Qg) کو کم کر کے سوئچنگ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتی ہے۔ اس طرح، MOSFETs سوئچنگ کے دوران تیز رفتار وولٹیج ٹرانزینٹس (dv/dt) اور کرنٹ ٹرانزینٹس (di/dt) کا مقابلہ کر سکتے ہیں، اور حتیٰ کہ زیادہ سوئچنگ فریکوئنسیوں پر بھی قابل اعتماد طریقے سے کام کر سکتے ہیں۔
پوسٹ ٹائم: اکتوبر 23-2023
