میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (MOSFET، MOS-FET، یا MOS FET) فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (FET) کی ایک قسم ہے، جسے عام طور پر سلکان کے کنٹرول شدہ آکسیڈیشن کے ذریعے گھڑا جاتا ہے۔ اس میں ایک موصل گیٹ ہے، جس کا وولٹیج ڈیوائس کی چالکتا کا تعین کرتا ہے۔
اس کی اہم خصوصیت یہ ہے کہ دھاتی گیٹ اور چینل کے درمیان سلکان ڈائی آکسائیڈ کی موصلیت کی تہہ ہے، اس لیے اس میں ان پٹ مزاحمت (1015Ω تک) زیادہ ہے۔ یہ این چینل ٹیوب اور پی چینل ٹیوب میں بھی تقسیم ہے۔ عام طور پر سبسٹریٹ (سبسٹریٹ) اور سورس S ایک ساتھ جڑے ہوتے ہیں۔
مختلف ترسیل کے طریقوں کے مطابق، MOSFETs کو بڑھانے کی قسم اور کمی کی قسم میں تقسیم کیا گیا ہے۔
نام نہاد اضافہ کی قسم کا مطلب ہے: جب VGS=0، ٹیوب کٹ آف حالت میں ہوتی ہے۔ درست VGS شامل کرنے کے بعد، زیادہ تر کیریئر گیٹ کی طرف متوجہ ہوتے ہیں، اس طرح اس علاقے میں کیریئرز کو "بڑھا" دیتے ہیں اور ایک کنڈکٹیو چینل بناتے ہیں۔ .
ڈیپلیشن موڈ کا مطلب ہے کہ جب VGS=0، ایک چینل بنتا ہے۔ جب صحیح VGS شامل کیا جاتا ہے، تو زیادہ تر کیریئرز چینل سے باہر نکل سکتے ہیں، اس طرح کیریئرز کو "ختم" کرتے ہیں اور ٹیوب کو بند کر دیتے ہیں۔
وجہ کی تمیز کریں: JFET کی ان پٹ ریزسٹنس 100MΩ سے زیادہ ہے، اور ٹرانس کنڈکٹنس بہت زیادہ ہے، جب گیٹ کی قیادت کی جاتی ہے، تو انڈور اسپیس میگنیٹک فیلڈ گیٹ پر کام کرنے والے وولٹیج ڈیٹا سگنل کا پتہ لگانا بہت آسان ہوتا ہے، تاکہ پائپ لائن کا رخ تک ہونا، یا آن آف ہونے کا رجحان ہے۔ اگر باڈی انڈکشن وولٹیج کو فوری طور پر گیٹ میں شامل کر دیا جائے، کیونکہ کلیدی برقی مقناطیسی مداخلت مضبوط ہے، تو مندرجہ بالا صورت حال زیادہ اہم ہو گی۔ اگر میٹر کی سوئی تیزی سے بائیں طرف مڑتی ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ پائپ لائن اوپر کی طرف ہوتی ہے، ڈرین سورس ریزسٹر RDS پھیلتا ہے، اور ڈرین سورس کرنٹ کی مقدار IDS کو کم کرتی ہے۔ اس کے برعکس، میٹر کی سوئی تیزی سے دائیں طرف مڑتی ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ پائپ لائن آن آف ہوتی ہے، RDS نیچے جاتا ہے، اور IDS اوپر جاتا ہے۔ تاہم، درست سمت جس میں میٹر کی سوئی کو موڑ دیا گیا ہے اس کا انحصار انڈیوسڈ وولٹیج کے مثبت اور منفی قطبوں (مثبت سمت ورکنگ وولٹیج یا ریورس ڈائریکشن ورکنگ وولٹیج) اور پائپ لائن کے ورکنگ مڈ پوائنٹ پر ہونا چاہیے۔
WINSOK DFN3x3 MOSFET
N چینل کو ایک مثال کے طور پر لیتے ہوئے، یہ P- قسم کے سلکان سبسٹریٹ پر بنایا گیا ہے جس میں دو انتہائی ڈوپڈ سورس ڈفیوژن ریجنز N+ اور ڈرین ڈفیوژن ریجنز N+ ہیں، اور پھر سورس الیکٹروڈ S اور ڈرین الیکٹروڈ D کو بالترتیب باہر کیا جاتا ہے۔ ماخذ اور سبسٹریٹ اندرونی طور پر جڑے ہوئے ہیں، اور وہ ہمیشہ ایک ہی صلاحیت کو برقرار رکھتے ہیں۔ جب ڈرین پاور سپلائی کے مثبت ٹرمینل سے منسلک ہوتا ہے اور سورس پاور سپلائی کے منفی ٹرمینل اور VGS=0 سے منسلک ہوتا ہے، تو چینل کرنٹ (یعنی ڈرین کرنٹ) ID=0۔ جیسے جیسے VGS بتدریج بڑھتا ہے، مثبت گیٹ وولٹیج کی طرف متوجہ ہوتا ہے، منفی چارج شدہ اقلیتی کیریئر دو پھیلاؤ والے خطوں کے درمیان آمادہ ہوتے ہیں، نالی سے منبع تک ایک N-ٹائپ چینل بناتے ہیں۔ جب VGS ٹیوب کے ٹرن آن وولٹیج VTN سے زیادہ ہوتا ہے (عام طور پر تقریباً +2V)، N-چینل ٹیوب چلنا شروع کر دیتی ہے، جس سے ڈرین کرنٹ ID بنتا ہے۔
VMOSFET (VMOSFET)، اس کا پورا نام V-groove MOSFET ہے۔ یہ MOSFET کے بعد ایک نیا تیار کردہ اعلی کارکردگی، پاور سوئچنگ ڈیوائس ہے۔ یہ نہ صرف MOSFET (≥108W) کی اعلی ان پٹ رکاوٹ کو وراثت میں رکھتا ہے، بلکہ چھوٹی ڈرائیونگ کرنٹ (تقریبا 0.1μA) بھی۔ اس میں بہترین خصوصیات بھی ہیں جیسے ہائی برداشت کرنے والا وولٹیج (1200V تک)، بڑا آپریٹنگ کرنٹ (1.5A ~ 100A)، ہائی آؤٹ پٹ پاور (1 ~ 250W)، اچھی ٹرانس کنڈکٹنس لکیری، اور تیز سوئچنگ کی رفتار۔ خاص طور پر اس لیے کہ یہ ویکیوم ٹیوبوں اور پاور ٹرانزسٹرز کے فوائد کو یکجا کرتا ہے، اس لیے اسے وولٹیج ایمپلیفائرز (وولٹیج ایمپلیفیکیشن ہزاروں بار تک پہنچ سکتا ہے)، پاور ایمپلیفائر، سوئچنگ پاور سپلائیز اور انورٹرز میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جا رہا ہے۔
جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، روایتی MOSFET کا گیٹ، سورس اور ڈرین تقریباً چپ پر ایک ہی افقی جہاز پر ہوتے ہیں، اور اس کا آپریٹنگ کرنٹ بنیادی طور پر افقی سمت میں بہتا ہے۔ VMOS ٹیوب مختلف ہے۔ اس کی دو بڑی ساختی خصوصیات ہیں: پہلی، دھاتی گیٹ V کے سائز کی نالی کی ساخت کو اپناتا ہے۔ دوسرا، اس میں عمودی چالکتا ہے۔ چونکہ نالی چپ کے پچھلے حصے سے کھینچی گئی ہے، اس لیے ID چپ کے ساتھ افقی طور پر نہیں بہتا ہے، بلکہ بھاری ڈوپڈ N+ ریجن (ماخذ S) سے شروع ہوتا ہے اور P چینل کے ذریعے ہلکے ڈوپڈ N-drift والے علاقے میں بہتا ہے۔ آخر میں، یہ D کو نکالنے کے لیے عمودی طور پر نیچے کی طرف پہنچ جاتا ہے۔ کیونکہ بہاؤ کراس سیکشنل ایریا بڑھتا ہے، اس لیے بڑی دھاریں گزر سکتی ہیں۔ چونکہ گیٹ اور چپ کے درمیان سلکان ڈائی آکسائیڈ کی موصلیت کی پرت ہے، یہ اب بھی ایک موصل گیٹ MOSFET ہے۔
استعمال کے فوائد:
MOSFET ایک وولٹیج کنٹرول عنصر ہے، جبکہ ٹرانجسٹر ایک موجودہ کنٹرول عنصر ہے.
MOSFETs کو استعمال کیا جانا چاہئے جب سگنل کے ذریعہ سے صرف تھوڑی مقدار میں کرنٹ نکالنے کی اجازت ہو۔ جب سگنل وولٹیج کم ہو اور سگنل کے منبع سے زیادہ کرنٹ نکالنے کی اجازت ہو تو ٹرانسسٹرز کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ MOSFET بجلی چلانے کے لیے اکثریتی کیریئرز کا استعمال کرتا ہے، اس لیے اسے یونی پولر ڈیوائس کہا جاتا ہے، جب کہ ٹرانسسٹر بجلی چلانے کے لیے اکثریتی کیریئر اور اقلیتی کیریئر دونوں کا استعمال کرتے ہیں، اس لیے اسے دو قطبی ڈیوائس کہا جاتا ہے۔
کچھ MOSFETs کے ماخذ اور ڈرین کو ایک دوسرے کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، اور گیٹ وولٹیج مثبت یا منفی ہو سکتا ہے، جو انہیں ٹرائیوڈس سے زیادہ لچکدار بناتا ہے۔
MOSFET بہت کم کرنٹ اور بہت کم وولٹیج کے حالات میں کام کر سکتا ہے، اور اس کی مینوفیکچرنگ کا عمل بہت سے MOSFETs کو آسانی سے سلکان چپ پر ضم کر سکتا ہے۔ لہذا، MOSFET بڑے پیمانے پر بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس میں استعمال کیا گیا ہے.
Olueky SOT-23N MOSFET
MOSFET اور ٹرانزسٹر کی متعلقہ درخواست کی خصوصیات
1. MOSFET کا ماخذ s، گیٹ g، اور ڈرین d بالترتیب ٹرانجسٹر کے ایمیٹر e، بیس b، اور کلکٹر c سے مطابقت رکھتے ہیں۔ ان کے افعال ایک جیسے ہیں۔
2. MOSFET ایک وولٹیج پر قابو پانے والا کرنٹ ڈیوائس ہے، iD کو vGS کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، اور اس کا ایمپلیفیکیشن گتانک عام طور پر چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے MOSFET کی ایمپلیفیکیشن کی صلاحیت ناقص ہے۔ ٹرانزسٹر ایک کرنٹ کنٹرول کرنٹ ڈیوائس ہے، اور iC کو iB (یا iE) کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
3. MOSFET گیٹ تقریباً کوئی کرنٹ نہیں کھینچتا (ig»0)؛ جب کہ ٹرانجسٹر کام کر رہا ہو تو ٹرانجسٹر کی بنیاد ہمیشہ ایک خاص کرنٹ کھینچتی ہے۔ لہذا، MOSFET کی گیٹ ان پٹ مزاحمت ٹرانجسٹر کی ان پٹ مزاحمت سے زیادہ ہے۔
4. MOSFET ترسیل میں شامل ملٹی کیریئرز پر مشتمل ہے۔ ٹرانزسٹروں میں دو کیریئرز ہوتے ہیں، ملٹی کیرئیر اور اقلیتی کیریئر، ترسیل میں شامل ہوتے ہیں۔ اقلیتی کیریئرز کا ارتکاز درجہ حرارت اور تابکاری جیسے عوامل سے بہت متاثر ہوتا ہے۔ لہذا، MOSFETs میں بہتر درجہ حرارت کی استحکام اور ٹرانجسٹروں کے مقابلے میں مضبوط تابکاری مزاحمت ہوتی ہے۔ MOSFETs کا استعمال کیا جانا چاہئے جہاں ماحولیاتی حالات (درجہ حرارت، وغیرہ) بہت مختلف ہوتے ہیں.
5. جب ماخذ دھات اور MOSFET کا سبسٹریٹ آپس میں جڑے ہوتے ہیں، تو ماخذ اور نالی کو ایک دوسرے کے بدلے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور خصوصیات بہت کم تبدیل ہوتی ہیں۔ جبکہ جب ٹرائیوڈ کے کلیکٹر اور ایمیٹر کو ایک دوسرے کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے، تو خصوصیات بہت مختلف ہوتی ہیں۔ β قدر بہت کم ہو جائے گی۔
6. MOSFET کا شور کا گتانک بہت چھوٹا ہے۔ MOSFET کو کم شور والے ایمپلیفائر سرکٹس اور سرکٹس کے ان پٹ مرحلے میں زیادہ سے زیادہ استعمال کیا جانا چاہیے جن کے لیے زیادہ سگنل ٹو شور کا تناسب درکار ہوتا ہے۔
7. MOSFET اور ٹرانزسٹر دونوں مختلف ایمپلیفائر سرکٹس اور سوئچنگ سرکٹس تشکیل دے سکتے ہیں، لیکن سابق میں ایک سادہ مینوفیکچرنگ عمل ہے اور اس میں کم بجلی کی کھپت، اچھی تھرمل استحکام، اور وسیع آپریٹنگ پاور سپلائی وولٹیج کی حد کے فوائد ہیں۔ لہذا، یہ بڑے پیمانے پر بڑے پیمانے پر اور بہت بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس میں استعمال کیا جاتا ہے.
8. ٹرانزسٹر میں ایک بڑی آن ریزسٹنس ہے، جبکہ MOSFET میں ایک چھوٹی آن ریزسٹنس ہے، صرف چند سو mΩ۔ موجودہ برقی آلات میں، MOSFETs کو عام طور پر سوئچ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور ان کی کارکردگی نسبتاً زیادہ ہے۔
WINSOK SOT-323 encapsulation MOSFET
MOSFET بمقابلہ بائپولر ٹرانزسٹر
MOSFET ایک وولٹیج کو کنٹرول کرنے والا آلہ ہے، اور گیٹ بنیادی طور پر کوئی کرنٹ نہیں لیتا ہے، جبکہ ٹرانزسٹر ایک کرنٹ کنٹرول ڈیوائس ہے، اور بیس کو ایک خاص کرنٹ لینا چاہیے۔ لہذا، جب سگنل سورس کا ریٹیڈ کرنٹ بہت چھوٹا ہو تو MOSFET استعمال کیا جانا چاہیے۔
MOSFET ایک ملٹی کیریئر کنڈکٹر ہے، جبکہ ٹرانزسٹر کے دونوں کیریئر کنڈکشن میں حصہ لیتے ہیں۔ چونکہ اقلیتی کیریئرز کا ارتکاز بیرونی حالات جیسے درجہ حرارت اور تابکاری کے لیے بہت حساس ہے، اس لیے MOSFET ان حالات کے لیے زیادہ موزوں ہے جہاں ماحول بہت زیادہ تبدیل ہوتا ہے۔
ایمپلیفائر ڈیوائسز اور قابل کنٹرول سوئچز جیسے ٹرانجسٹرز کے طور پر استعمال ہونے کے علاوہ، MOSFETs کو وولٹیج پر قابو پانے والے متغیر لکیری ریزسٹرس کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
MOSFET کا ماخذ اور ڈرین ساخت میں ہم آہنگ ہیں اور ایک دوسرے کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ڈیپلیشن موڈ MOSFET کا گیٹ سورس وولٹیج مثبت یا منفی ہو سکتا ہے۔ لہذا، MOSFETs کا استعمال ٹرانجسٹروں سے زیادہ لچکدار ہے۔
پوسٹ ٹائم: اکتوبر 13-2023
