MOSFET কিভাবে কাজ করে

MOSFET এর কাজের নীতিটি মূলত এর অনন্য কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবের উপর ভিত্তি করে। MOSFET কিভাবে কাজ করে তার বিস্তারিত ব্যাখ্যা নিচে দেওয়া হল:

I. MOSFET এর মৌলিক কাঠামো

একটি MOSFET প্রধানত একটি গেট (G), একটি উৎস (S), একটি ড্রেন (D), এবং একটি সাবস্ট্রেট (B, কখনও কখনও একটি তিন-টার্মিনাল ডিভাইস তৈরি করতে উত্সের সাথে সংযুক্ত) নিয়ে গঠিত। এন-চ্যানেল বর্ধিতকরণ এমওএসএফইটি-তে, সাবস্ট্রেটটি সাধারণত একটি নিম্ন-ডোপড পি-টাইপ সিলিকন উপাদান যার উপর দুটি উচ্চ ডোপযুক্ত এন-টাইপ অঞ্চল যথাক্রমে উত্স এবং নিষ্কাশন হিসাবে পরিবেশন করার জন্য তৈরি করা হয়। পি-টাইপ সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠটি একটি নিরোধক স্তর হিসাবে একটি খুব পাতলা অক্সাইড ফিল্ম (সিলিকন ডাই অক্সাইড) দিয়ে আবৃত থাকে এবং গেট হিসাবে একটি ইলেক্ট্রোড টানা হয়। এই কাঠামোটি গেটটিকে পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর সাবস্ট্রেট, ড্রেন এবং উত্স থেকে অন্তরক করে তোলে এবং তাই একে ইনসুলেটেড-গেট ফিল্ড ইফেক্ট টিউবও বলা হয়।

২. অপারেশন নীতি

MOSFETs ড্রেন কারেন্ট (আইডি) নিয়ন্ত্রণ করতে গেট সোর্স ভোল্টেজ (ভিজিএস) ব্যবহার করে কাজ করে। বিশেষভাবে, যখন প্রয়োগ করা পজিটিভ গেট সোর্স ভোল্টেজ, VGS, শূন্যের চেয়ে বেশি হয়, তখন গেটের নিচের অক্সাইড স্তরে একটি উপরের ধনাত্মক এবং নিম্ন ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র উপস্থিত হবে। এই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি পি-অঞ্চলে মুক্ত ইলেকট্রনকে আকর্ষণ করে, যার ফলে সেগুলি অক্সাইড স্তরের নীচে জমা হয়, যখন P-অঞ্চলে গর্তগুলিকে প্রতিহত করে। VGS বাড়ার সাথে সাথে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং আকৃষ্ট মুক্ত ইলেক্ট্রনের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। যখন VGS একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ (VT) এ পৌঁছায়, তখন এই অঞ্চলে সংগৃহীত মুক্ত ইলেকট্রনগুলির ঘনত্ব একটি নতুন এন-টাইপ অঞ্চল (এন-চ্যানেল) গঠন করার জন্য যথেষ্ট বড় হয়, যা ড্রেন এবং উত্সকে সংযোগকারী একটি সেতুর মতো কাজ করে। এই মুহুর্তে, যদি ড্রেন এবং উত্সের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট ড্রাইভিং ভোল্টেজ (ভিডিএস) বিদ্যমান থাকে তবে ড্রেন বর্তমান আইডি প্রবাহিত হতে শুরু করে।

III. পরিচালনা চ্যানেল গঠন এবং পরিবর্তন

কন্ডাক্টিং চ্যানেল গঠন হল MOSFET এর অপারেশনের চাবিকাঠি। যখন VGS VT-এর থেকে বড় হয়, তখন কন্ডাক্টিং চ্যানেল প্রতিষ্ঠিত হয় এবং ড্রেন কারেন্ট আইডি VGS এবং VDS উভয়ের দ্বারা প্রভাবিত হয়। VGS কন্ডাক্টিং চ্যানেলের প্রস্থ এবং আকৃতি নিয়ন্ত্রণ করে আইডিকে প্রভাবিত করে, যখন VDS ড্রাইভিং ভোল্টেজ হিসাবে আইডিকে সরাসরি প্রভাবিত করে। লক্ষ্য করা গুরুত্বপূর্ণ যে যদি কন্ডাকটিং চ্যানেল প্রতিষ্ঠিত না হয় (অর্থাৎ, ভিজিএস VT থেকে কম), তাহলে VDS উপস্থিত থাকলেও, ড্রেন কারেন্ট আইডি থাকে না প্রদর্শিত

IV MOSFET এর বৈশিষ্ট্য

উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতা:MOSFET-এর ইনপুট প্রতিবন্ধকতা অনেক বেশি, অসীমের কাছাকাছি, কারণ গেট এবং উৎস-ড্রেন অঞ্চলের মধ্যে একটি অন্তরক স্তর রয়েছে এবং শুধুমাত্র একটি দুর্বল গেট প্রবাহ।

কম আউটপুট প্রতিবন্ধকতা:MOSFET হল ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত ডিভাইস যেখানে উৎস-ড্রেন কারেন্ট ইনপুট ভোল্টেজের সাথে পরিবর্তিত হতে পারে, তাই তাদের আউটপুট প্রতিবন্ধকতা ছোট।

ধ্রুবক প্রবাহ:স্যাচুরেশন অঞ্চলে কাজ করার সময়, MOSFET এর কারেন্ট সোর্স-ড্রেন ভোল্টেজের পরিবর্তনের দ্বারা কার্যত প্রভাবিত হয় না, চমৎকার স্থির কারেন্ট প্রদান করে।

ভাল তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা:MOSFET-এর বিস্তৃত পরিচালন তাপমাত্রা -55°C থেকে প্রায় +150°C পর্যন্ত রয়েছে।

V. অ্যাপ্লিকেশন এবং শ্রেণীবিভাগ

MOSFETগুলি ডিজিটাল সার্কিট, অ্যানালগ সার্কিট, পাওয়ার সার্কিট এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। অপারেশনের ধরন অনুসারে, MOSFET গুলিকে বর্ধিতকরণ এবং হ্রাসের প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে; কন্ডাক্টিং চ্যানেলের ধরন অনুসারে, তাদের এন-চ্যানেল এবং পি-চ্যানেলের মধ্যে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। এই বিভিন্ন ধরনের MOSFET-এর বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতিতে তাদের নিজস্ব সুবিধা রয়েছে।

সংক্ষেপে, MOSFET-এর কার্য নীতি হল গেট সোর্স ভোল্টেজের মাধ্যমে পরিবাহী চ্যানেলের গঠন এবং পরিবর্তন নিয়ন্ত্রণ করা, যা ড্রেন কারেন্টের প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ করে। এর উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতা, কম আউটপুট প্রতিবন্ধকতা, ধ্রুবক কারেন্ট এবং তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা MOSFET-কে ইলেকট্রনিক সার্কিটের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান করে তোলে।