MOSFET সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের সবচেয়ে মৌলিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি। ইলেকট্রনিক সার্কিটে, MOSFET সাধারণত পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার সার্কিট বা সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিটে ব্যবহৃত হয় এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। নীচে,ওলুকেআপনাকে MOSFET-এর কাজের নীতির বিশদ ব্যাখ্যা দেবে এবং MOSFET-এর অভ্যন্তরীণ কাঠামো বিশ্লেষণ করবে।
কিMOSFET
MOSFET, মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফাইলড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর (MOSFET)। এটি একটি ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর যা এনালগ সার্কিট এবং ডিজিটাল সার্কিটে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর "চ্যানেল" (ওয়ার্কিং ক্যারিয়ার) এর পোলারিটি পার্থক্য অনুসারে, এটি দুটি প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারে: "এন-টাইপ" এবং "পি-টাইপ", যাকে প্রায়শই NMOS এবং PMOS বলা হয়।
MOSFET কাজের নীতি
MOSFET কে কাজের মোড অনুসারে বর্ধিতকরণ প্রকার এবং হ্রাসের প্রকারে ভাগ করা যেতে পারে। বর্ধিতকরণের ধরনটি MOSFET কে বোঝায় যখন কোন পক্ষপাত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না এবং কোন কনট থাকে নানালী চ্যানেল। যখন কোন পক্ষপাত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না তখন হ্রাসের ধরনটি MOSFET-কে বোঝায়। একটি পরিবাহী চ্যানেল প্রদর্শিত হবে।
প্রকৃত অ্যাপ্লিকেশনে, শুধুমাত্র N-চ্যানেল বর্ধিতকরণ প্রকার এবং P-চ্যানেল বর্ধিতকরণ প্রকার MOSFET আছে। যেহেতু NMOSFET-এর ছোট অন-স্টেট প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি তৈরি করা সহজ, তাই NMOS প্রকৃত অ্যাপ্লিকেশনে PMOS থেকে বেশি সাধারণ।
বর্ধিতকরণ মোড MOSFET
বর্ধিতকরণ-মোড MOSFET-এর ড্রেন D এবং উৎস S-এর মধ্যে দুটি ব্যাক-টু-ব্যাক PN জংশন রয়েছে। যখন গেট-সোর্স ভোল্টেজ VGS=0, এমনকি যদি ড্রেন-সোর্স ভোল্টেজ VDS যোগ করা হয়, সবসময় একটি বিপরীত-পক্ষপাতমূলক অবস্থায় একটি PN জংশন থাকে এবং ড্রেন এবং উৎসের মধ্যে কোন পরিবাহী চ্যানেল থাকে না (কোনও কারেন্ট প্রবাহিত হয় না) ) অতএব, এই সময়ে ড্রেন বর্তমান ID=0।
এই সময়ে, যদি গেট এবং উৎসের মধ্যে একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ যোগ করা হয়। অর্থাৎ, VGS>0, তাহলে গেট ইলেক্ট্রোড এবং সিলিকন সাবস্ট্রেটের মধ্যে SiO2 অন্তরক স্তরে P-টাইপ সিলিকন সাবস্ট্রেটের সাথে সারিবদ্ধ গেট সহ একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হবে। যেহেতু অক্সাইড স্তরটি অন্তরক, গেটে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ VGS কারেন্ট তৈরি করতে পারে না। অক্সাইড স্তরের উভয় পাশে একটি ক্যাপাসিটর তৈরি হয় এবং ভিজিএস সমতুল্য সার্কিট এই ক্যাপাসিটর (ক্যাপাসিটর) চার্জ করে। এবং একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করুন, যেহেতু ভিজিএস ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়, গেটের ইতিবাচক ভোল্টেজ দ্বারা আকৃষ্ট হয়। এই ক্যাপাসিটরের (ক্যাপাসিটর) অপর পাশে প্রচুর পরিমাণে ইলেকট্রন জমা হয় এবং ড্রেন থেকে উৎস পর্যন্ত একটি এন-টাইপ পরিবাহী চ্যানেল তৈরি করে। যখন VGS টিউবের টার্ন-অন ভোল্টেজ VT অতিক্রম করে (সাধারণত প্রায় 2V), তখন N-চ্যানেল টিউবটি সঞ্চালন শুরু করে, একটি ড্রেন কারেন্ট আইডি তৈরি করে। যখন চ্যানেলটি প্রথমে টার্ন-অন ভোল্টেজ তৈরি করতে শুরু করে তখন আমরা গেট-সোর্স ভোল্টেজকে বলি। সাধারণত VT হিসাবে প্রকাশ করা হয়।
গেট ভোল্টেজের আকার নিয়ন্ত্রণ করা VGS বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি বা দুর্বলতা পরিবর্তন করে এবং ড্রেন বর্তমান আইডির আকার নিয়ন্ত্রণের প্রভাব অর্জন করা যেতে পারে। এটি এমওএসএফইটিগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যা কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করে, তাই তাদের ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টরও বলা হয়।
MOSFET অভ্যন্তরীণ কাঠামো
কম অপরিষ্কার ঘনত্ব সহ একটি পি-টাইপ সিলিকন সাবস্ট্রেটে, উচ্চ অপরিষ্কার ঘনত্ব সহ দুটি N+ অঞ্চল তৈরি করা হয় এবং দুটি ইলেক্ট্রোড যথাক্রমে d এবং উত্স হিসাবে পরিবেশন করার জন্য ধাতব অ্যালুমিনিয়াম থেকে টানা হয়। তারপর সেমিকন্ডাক্টর পৃষ্ঠটি একটি অত্যন্ত পাতলা সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO2) অন্তরক স্তর দিয়ে আচ্ছাদিত হয় এবং একটি অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোড ড্রেন এবং উৎসের মধ্যে অন্তরক স্তরে ইনস্টল করা হয় যাতে গেট জি হিসাবে পরিবেশন করা হয়। একটি ইলেক্ট্রোড Bও সাবস্ট্রেটের উপর আঁকা হয়, যা একটি N-চ্যানেল বর্ধিতকরণ-মোড MOSFET গঠন করে। P-চ্যানেল বর্ধিতকরণ-টাইপ MOSFET-এর অভ্যন্তরীণ গঠনের ক্ষেত্রেও একই কথা সত্য।
এন-চ্যানেল MOSFET এবং P-চ্যানেল MOSFET সার্কিট প্রতীক
উপরের ছবিটি MOSFET এর সার্কিট প্রতীক দেখায়। ছবিতে, D হল ড্রেন, S হল উৎস, G হল গেট এবং মাঝখানের তীরটি সাবস্ট্রেটকে প্রতিনিধিত্ব করে। যদি তীরটি ভিতরের দিকে নির্দেশ করে তবে এটি একটি N-চ্যানেল MOSFET নির্দেশ করে এবং যদি তীরটি বাইরের দিকে নির্দেশ করে তবে এটি একটি P-চ্যানেল MOSFET নির্দেশ করে৷
ডুয়াল এন-চ্যানেল MOSFET, ডুয়াল P-চ্যানেল MOSFET এবং N+P-চ্যানেল MOSFET সার্কিট চিহ্ন
আসলে, MOSFET উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন, কারখানা ছাড়ার আগে স্তরটি উত্সের সাথে সংযুক্ত থাকে। তাই, প্রতীকবিদ্যার নিয়মে, ড্রেন এবং উৎসকে আলাদা করার জন্য সাবস্ট্রেটের প্রতিনিধিত্বকারী তীরচিহ্নটিকেও উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকতে হবে। MOSFET দ্বারা ব্যবহৃত ভোল্টেজের পোলারিটি আমাদের প্রচলিত ট্রানজিস্টরের মতো। এন-চ্যানেলটি একটি এনপিএন ট্রানজিস্টরের মতো। ড্রেন D ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত এবং উত্স S ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত। যখন গেট G এর একটি ধনাত্মক ভোল্টেজ থাকে, তখন একটি পরিবাহী চ্যানেল তৈরি হয় এবং N- চ্যানেল MOSFET কাজ করতে শুরু করে। একইভাবে, পি-চ্যানেল একটি PNP ট্রানজিস্টরের অনুরূপ। ড্রেন D নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত থাকে, উত্স Sটি ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং যখন গেট G এর একটি নেতিবাচক ভোল্টেজ থাকে, তখন একটি পরিবাহী চ্যানেল তৈরি হয় এবং P-চ্যানেল MOSFET কাজ করতে শুরু করে।
MOSFET সুইচিং ক্ষতি নীতি
এটি এনএমওএস বা পিএমওএসই হোক না কেন, এটি চালু করার পরে একটি পরিবাহী অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ তৈরি হয়, যাতে কারেন্ট এই অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের উপর শক্তি খরচ করবে। ব্যবহৃত শক্তির এই অংশকে পরিবাহী খরচ বলে। একটি ছোট পরিবাহী অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের সাথে একটি MOSFET নির্বাচন করা কার্যকরভাবে পরিবাহী খরচ কমিয়ে দেবে। লো-পাওয়ার MOSFET-এর বর্তমান অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ সাধারণত দশ মিলিওহমের কাছাকাছি, এবং এছাড়াও বেশ কিছু মিলিওহম রয়েছে।
যখন এমওএস চালু করা হয় এবং বন্ধ করা হয়, এটি অবশ্যই তাত্ক্ষণিকভাবে উপলব্ধি করা উচিত নয়। এমওএসের উভয় দিকের ভোল্টেজ একটি কার্যকর হ্রাস পাবে এবং এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট বৃদ্ধি পাবে। এই সময়ের মধ্যে, MOSFET-এর ক্ষতি হল ভোল্টেজ এবং বর্তমানের গুণফল, যা সুইচিং ক্ষতি। সাধারণভাবে বলতে গেলে, স্যুইচিং লসগুলি পরিবাহী ক্ষতির চেয়ে অনেক বেশি, এবং সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি যত দ্রুত হবে, ক্ষতি তত বেশি হবে।
সঞ্চালনের মুহুর্তে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের গুণফল খুব বড়, ফলে খুব বড় ক্ষতি হয়। সুইচিং লস দুটি উপায়ে কমানো যায়। একটি হল সুইচিং সময় কমানো, যা কার্যকরভাবে প্রতিটি টার্ন-অন করার সময় ক্ষতি কমাতে পারে; অন্যটি হল সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি কমানো, যা প্রতি ইউনিট সময় সুইচের সংখ্যা কমাতে পারে।
উপরেরটি MOSFET-এর কাজের নীতির ডায়াগ্রামের বিশদ ব্যাখ্যা এবং MOSFET-এর অভ্যন্তরীণ কাঠামোর বিশ্লেষণ। MOSFET সম্পর্কে আরও জানতে, আপনাকে MOSFET প্রযুক্তিগত সহায়তা প্রদানের জন্য OLUKEY এর সাথে পরামর্শ করতে স্বাগতম!
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-16-2023
