فاعل، موضوع:
- ترانزیستور MOS به طور کلی
- ترانزیستور MOS به عنوان سوئیچ
- ویژگی ترانزیستور MOS
ترانزیستور عمومی MOS:
ماسفت (این مخفف Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) در بسیاری از میکروکنترلرها استفاده می شود. ماسفت را می توان به بهترین شکل با یک ترانزیستور معمولی مقایسه کرد، زیرا هم FET و هم ترانزیستور دارای سه اتصال هستند و بنابراین قادر به کنترل جریان هستند. تفاوت بین FET و ترانزیستور معمولی در این است که FET برای سوئیچ فقط به ولتاژ نیاز دارد در حالی که ترانزیستور به جریان نیاز دارد. بنابراین FET بدون انرژی کنترل می شود که از حداقل تولید گرما در یک میکروکنترلر بهره می برد.
تصویر یک ماسفت را نشان می دهد. سه پایه اتصالات "دروازه"، "درن" و "منبع" هستند.
ترانزیستور MOS به عنوان سوئیچ:
با ترانزیستور N-MOS، گیت باید مثبت شود تا FET روشن شود. ترانزیستور P-MOS هنوز در این صفحه توضیح داده نشده است.
اتصال سمت چپ تبدیل به دروازه (g) نامیده می شود، یکی از بالا نامیده می شود تخلیه (د) و پایین تبدیل می شود منبع(ها) نامیده می شود.
اگر یک ولتاژ مثبت به گیت اعمال شود، غلظت زیادی از الکترون ها مستقیماً در زیر عایق گیت تحت تأثیر میدان الکتریکی ایجاد می شود. این یک کانال n بین تخلیه و منبع ایجاد می کند که هدایت مستقیم بین تخلیه و منبع را امکان پذیر می کند. فلش در نماد جهت جریان الکترون را نشان می دهد. با n-MOS فلش به سمت کانال است.
به گیت، الکترود کنترل نیز می گویند. در مقایسه با ترانزیستور معمولی، تخلیه بیشتر شبیه به کلکتور و منبع به امیتر است. به طور معمول هیچ رسانایی بین تخلیه و منبع امکان پذیر نیست، زیرا بین آنها یک متقاطع np-pn وجود دارد. این قابل مقایسه با دو دیود است که کاتد با یکدیگر تماس دارند.
نمودار یک باتری، سوئیچ، LED و ماسفت را نشان می دهد. هنگامی که سوئیچ بسته است، یک ولتاژ روی دروازه وجود دارد. این یک رسانایی بین تخلیه و منبع ایجاد می کند و باعث می شود جریان جریان پیدا کند. چون جریانی از مقاومت و LED می گذرد، LED روشن می شود.
در این مثال دروازه توسط سوئیچ دستی کنترل می شود. در واقع، گیت توسط یک ECU کنترل می شود. تخلیه به اتصال منفی یک محرک متصل است. در نمودار LED محرک است. منبع به زمین باتری متصل است.
ویژگی ترانزیستور MOS:
درست مانند ترانزیستور معمولی، ماسفت نیز یک ویژگی دارد. از این مشخصه می توان برای تعیین ولتاژ روی دروازه برای کنترل محرک با ماسفت استفاده کرد.
تصویر زیر یک نمودار در سمت چپ با یک لامپ 5 وات نشان می دهد که توسط ماسفت کنترل می شود. منحنی مشخصه ماسفت در سمت راست نشان داده شده است. جریان عبوری از درن را می توان در محور عمودی (محور Y) منحنی مشخصه مشاهده کرد. اختلاف ولتاژ بین تخلیه و منبع را می توان در محور افقی (محور X) خواند.
اگر ترانزیستور رسانا باشد زیرا ECU گیت را با ولتاژ تغذیه تغذیه می کند، جریانی جریان می یابد و لامپ روشن می شود. ولتاژ اندازه گیری شده با ولت متر در این شرایط 12 ولت است. با لامپ 5 وات، جریان 0,42 آمپر (420 میلی آمپر) از درین عبور می کند.
اکنون که ولتاژ 12 ولت و جریان 420 میلی آمپر مشخص است، می توان این دو نقطه تقاطع را در مشخصه وارد کرد. بین این دو نقطه می توان خط کشید. این خط مالیات است. از این خط بار می توان برای تعیین حداقل ولتاژ روی دروازه برای هدایت ماسفت استفاده کرد. برای اطمینان از اینکه ماسفت کاملاً کنترل می شود، ولتاژ روی دروازه همیشه بالاتر از حد لازم تنظیم می شود. ضریب 1,5 Ibk را برای ترانزیستور معمولی در نظر بگیرید.
منحنی مشخصه نشان می دهد که ولتاژ ایده آل روی دروازه 5,5 ولت است. هرچه جریان عبوری از درین بیشتر باشد، ولتاژ روی دروازه باید برای هدایت ماسفت بیشتر باشد.
صفحه مرتبط:
