المواضيع:
- الترانزستور MOS بشكل عام
- ترانزستور MOS كمفتاح
- خصائص الترانزستور MOS
ترانزستور MOS العام:
يتم استخدام MOSFET (وهذا هو اختصار ترانزستور التأثير الميداني لأشباه الموصلات المعدنية) في العديد من وحدات التحكم الدقيقة. من الأفضل مقارنة MOSFET بالترانزستور العادي، لأن كلاً من FET والترانزستور لهما ثلاث اتصالات وبالتالي قادران على التحكم في التيارات. الفرق بين الترانزستور FET والترانزستور العادي هو أن FET يحتاج فقط إلى جهد كهربائي للتبديل، بينما يحتاج الترانزستور إلى تيار. وبالتالي يتم التحكم في FET بدون طاقة، مما يفيد الحد الأدنى من تطور الحرارة في وحدة التحكم الدقيقة.
تظهر الصورة MOSFET. الأرجل الثلاثة هي وصلات "البوابة" و"الصرف" و"المصدر".
ترانزستور MOS كمفتاح:
مع الترانزستور N-MOS، يجب أن تصبح البوابة موجبة لتشغيل FET. لم يتم وصف ترانزستور P-MOS بعد في هذه الصفحة.
يصبح الاتصال الأيسر هو البوابة (ز) يسمى، الجزء العلوي يسمى استنزاف (د) ويصبح الجزء السفلي هو مصادر) قال.
إذا تم تطبيق جهد إيجابي على البوابة، يتم إنشاء تركيز كبير من الإلكترونات مباشرة تحت عازل البوابة تحت تأثير المجال الكهربائي. يؤدي هذا إلى إنشاء قناة n بين المصرف والمصدر، مما يتيح التوصيل المباشر بين المصرف والمصدر. يشير السهم الموجود في الرمز إلى اتجاه تدفق الإلكترون. مع n-MOS يشير السهم نحو القناة.
تسمى البوابة أيضًا بقطب التحكم. بالمقارنة مع الترانزستور العادي، فإن الصرف يشبه المجمع والمصدر إلى الباعث. عادة لا يكون هناك أي توصيل ممكن بين المصرف والمصدر، بسبب وجود تقاطع np-pn بينهما. وهذا مشابه لثنائيين حيث يتلامس الكاثود مع بعضهما البعض.
يوضح الرسم البياني البطارية والمفتاح ومؤشر LED وMOSFET. عندما يكون المفتاح مغلقًا، يكون هناك جهد كهربائي على البوابة. يؤدي هذا إلى إنشاء توصيل بين المصرف والمصدر، مما يؤدي إلى تدفق التيار. نظرًا لأن التيار يتدفق عبر المقاومة ومصباح LED، فسوف يضيء مصباح LED.
في هذا المثال، يتم التحكم في البوابة بواسطة مفتاح يتم تشغيله يدويًا. في الواقع، يتم التحكم في البوابة بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية (ECU). يتم توصيل الصرف بالاتصال السلبي للمشغل؛ في الرسم التخطيطي، LED هو المحرك. المصدر متصل بأرضية البطارية.
خصائص الترانزستور MOS:
تمامًا مثل الترانزستور العادي، يتمتع MOSFET أيضًا بخاصية مميزة. يمكن استخدام الخاصية لتحديد الجهد الكهربي الموجود على البوابة للتحكم في المشغل باستخدام MOSFET.
تُظهر الصورة أدناه رسمًا تخطيطيًا على اليسار بمصباح بقدرة 5 وات، والذي يتم التحكم فيه بواسطة MOSFET. يظهر المنحنى المميز لـ MOSFET على اليمين. يمكن رؤية التيار عبر المصرف على المحور الرأسي (المحور Y) للمنحنى المميز. يمكن قراءة فرق الجهد بين المصرف والمصدر على المحور الأفقي (المحور السيني).
إذا كان الترانزستور موصلًا لأن وحدة التحكم الإلكترونية تزود البوابة بجهد إمداد، فسوف يتدفق تيار وسيضيء المصباح. الجهد المقاس بالفولتميتر في هذه الحالة هو 12 فولت. مع المصباح 5 واط، يتدفق تيار قدره 0,42 أمبير (420 مللي أمبير) عبر المصرف.
الآن بعد أن عرفنا الجهد 12 فولت والتيار 420 مللي أمبير، يمكن إدخال نقطتي التقاطع هاتين في الخاصية. ويمكن رسم خط بين هاتين النقطتين. هذا هو الخط الضريبي. يمكن استخدام خط التحميل هذا لتحديد الحد الأدنى من الجهد الكهربي على البوابة حتى يتمكن MOSFET من العمل. لضمان التحكم الكامل في MOSFET، يكون الجهد الكهربي على البوابة دائمًا أكبر من اللازم. خذ بعين الاعتبار العامل 1,5 Ibk للترانزستور العادي.
يوضح المنحنى المميز أن الجهد المثالي على البوابة هو 5,5 فولت. كلما زاد التيار خلال المصرف، كلما كان الجهد الكهربي على البوابة أعلى حتى يتمكن MOSFET من التوصيل.
الصفحة ذات الصلة:
