ترانزستورات MOSFET

ترانزستورات MOSFET

إن ترانزستورات MOSFET واسعة الانتشار جدا وكثيرة الاستخدام وهي نوعا ما تشبه ترانزستورات JFETs , فعندما يطبق جهد صغير علي بوابة هذه الترانزستورات بتغير التيار الذي يمر فيها , ولكن ترانزستورات MOSFET لها ممانعة دخل عالية جدا جدا في طرف البوابة , إذ تريد هذه الممانعة عن (1014Ω) , أما في ترانزستورات JFET فتبلغ مقاومة طرف البوابة تقريبا ((109Ω, وهذا يعني أن الترانزستورات MOSFET لا تستهلك تيارات في طرف البوابة . ويعود سبب إرتفاع ممانعة (مقاومة) دخل طرف البوابة لترانزستورات MOSFET إلي هذه القيم إلي استخدام عازل مكون من أوكسيد معدن (Metal Oxide) فوق منطقة البوابة وهناك ثمن لمقاومة الدخل العالية هذه وهو سعة صغيرة جدا بين البوابة والقتال (very small gate to channel capacitance) بضعة pF , فإن الشحنة المتراكمة يمكن أن تعبر البوابة وتؤدي إلي تخريب الترانزستور الحقلي (بعض الترانزستورات الحقلية من نوع MOSFET مصممة لتكون محمية من هذا التأثير , ولكن ليس كل الأنواع ) .

النوعان الأساسيان لترانزستورات MOSFET هما :

· ترانزستورات MOSFET من النوع المعزز (enhancement type) .

· ترانزستورات Mosfet من النوع المقلل (depletion-type MOSFETs)

أنظر الشكل . تكون ترانزستورات MOSFET من النمط المقلل أو نمط النضوب عادة في الوضع الطبيعي في حالة (on) , أي يمر تيار أعظمي من المصرف إلي المنبع وذلك عندما لا يكون هناك فرق جهد البوابة والمنبع , أي عندما يكون (VGS = VG – VS = 0), أما عند تطبيق جهد معين علي طرف البوابة , فإن الترانزستور يصبح أكثر مقاومة للتيار , وهذا السلوك يشبه سلوك ترانزستورات JFET . أما ترانزستورات MOSFET من النمط المعزز فتكون في الوضع الطبيعي في حالة (off) ويمر تيار أصغري من المصرف إلي المنبع عندما يكون (VGS = 0) , أما عندما يطبق جهد علي البوابة فإن الترانزستور يصبح أقل مقاومة للتيار . يتوفر نوعا الترانزستور MOSFET المعزز والمقلل بقنال (n) وقنال (p) .

في ترانزستور MOSFET قنال (n) من النوع المقلل يؤدي تطبيق جهد سالب علي البوابة (VG < VS) إلي زيادة مقاومة القنال , أما في ترانزستور قنال p من نفس النوع فإن مقاومة القنال تزداد إذا كان (VG > Vs) أي كان جهد البوابة موجبا بالنسبة للمنبع .

إذا كان جهد البوابة موجبا بالنسبة لجهد المنبع VG > Vs في ترانزستور قنال (n) من النوع المعزز , فإن مقاومة قنال المصرف – منبع تنخفض .

في ترانزستور قنال (p) من النوع المعزز , إذا كان جهد البوابة سالبا بالنسبة للمنبع (VG < VS) فإن مقاومة قنال المصرف – منبع تنخفض .

إن ترانزستورات MOSFET هي أكثر أنواع الترانزستورات استخداما هذه الأيام وذلك للأسباب التالية :

· استهلاكها المنخفض جدا للتيار في طرف الدخل .

· سهولة تصنيعها

· صغر حجمها

· استهلاكها المنخفض للطاقة

وتستخدم ترانزستورات MOSFET كمضخمات ذات مقاومات دخل فوق العالية (ultra high) , وكمقاومات متحكم بها جهديا , وفي دارات المفاتيح , كما توجد في الدارات المتكاملة ذات درجة التكامل العالية (large-scale integrated lCs) .

لترانزستورات MOSFET مقاومة تبادلية صغيرة مع الترانزستورات ثنائية القطبية , ولذلك يكون ربح مضخمات MOSFET منخفضا ولهذا السب نادرا ما تستخدم ترانزستورات MOSFET في دارات بسيطة , إلا إذا كان المضخم المطلوب يجب أن يحقق ممانعة دخل فوق عالية (ultra high impedance) .

semiconductor-illustrated_Page_46_10

الشكل : رموز ترانزستورات MOSFET

كيف تعمل ترانزستورات MOSFET

في ترانزستورات MOSFET من النوع المعزز أو المقلل يستخدم حقل كهربائي (electrical field) للتحكم بتدفق حوامل الشحنات عبر قنال العنصر بين المصرف والمنبع وهذا الحقل يتولد عن جهد البوابة . في ترانزستورات النوع المقلل تكون القنال ناقلة بسبب وجود حوامل شحنات فيها وحوامل الشحنات هي إلكترونات في القنال (n) وثقوب في القنال (p) . عند تطبيق جهد بوابة سالب في ترانزستور قناله (n) فإن هذا الجهد يؤدي إلي تضييق القنال مما يؤدي إلي إنخفاض تدفق الإلكترونات عبر القنال , أنظر الشكل و بالطبع فإن قنالاتها تكون مقاومة في الوضع الطبيعي لمرور التيارات بسبب قلية حوامل الشحنات القابلة للحركة الموجودة فيها . عند تطبيق جهد موجب علي بوابة ترانزستور قنال (n) , (VG > VS) , فإن إلكترونات المناطق ذات النوع (p) سوف تجذب إلي القنال ولذلك تزداد ناقلية القنال ويبدأ التيار بالمرور , أنظر الشكل , أما في ترانزستور MOSFET قنال (p) من النوع المعزز فيطبق جهد سالب علي البوابة بالنسبة للمنبع مما يؤدي إلي جذب الثقوب إلي منطقة القنال (من المناطق n) فتزداد ناقلية القنال , أنظر الشكل .

semiconductor-illustrated_Page_47_03

الشكل : أشكال توضيحية لشرح مبدأ عمل ترانزستورات MOSFET

تعليقات

إرسال تعليق

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

الشاشة الإفتتاحية لإكسل

صورة
الشاشة الإفتتاحية لإكسل : المكونات الرئيسية لنافذة برنامج الأكسل § الأعمدة : كل عمود يرمز له بحرف من (IV-A) = 256 عمود وتشتمل الشاشة الواحدة علي (^) عمود ما لم تتغير مساحة الأعمدة من حجم النافذة . § السطور ( الصفوف ) تأخذ أرقاما متسلسلة من ( 1 – 55366( § الخلية تطلق علي نقطة تقاطع العمود مع السطر علي صفحة البيانات ولكل خلية عنوان مميز يتكون من إسم العمود ورقم السطر المتقاطعين (A1) . عدد الخلايا < 4 مليون خلية = ( 256 X 65536 ) § الخلية النشطة هي الخلية التي يحيط بها برواز يسمي ( مؤشر الخلية ) ويظهر عنوانها دائما في شريط المعادلة وهي الخلية التي تستقبل المخلات من لوحة المفاتيح . ويمكن إتساع الخلية من شريط الافقي وذلك بتحريك عن طريق الماوس باستمرار الضغط عليه وتركه حسب المساحة المطلوبة . § شريط العنوان يشتمل علي إسم المستند (BOOK1) ( اسم البرنامج + اسم المستند + أزرار التحكم ) § شريط أدوات التنسيق قضيب يشتمل علي أدوات تستخدم لتنفيذ عمليات توفر وقتك ويمكن من خلاله اختيار نوع الخط وحجمها – تنسيق فقرة الكتابة – الضبط الكلي لفقرة الكتابة – تغيير لون الخ
قراءة المزيد

أوامر الجافا سكريبت JavaScript

صورة
أوامر الجافا سكريبت :- الجافا سكريبت لغة تعتمد علي الكائنات البرمجية , وهو الشئ الذي يمنحها قوة في الإستخدام , لكن أين نكتب أوامر الجافا سكريبت :- 1- في منطقة الرأس ( Head) الخاصة بكود HTMl 2- في منطقة الجسم ( Body) الخاصة بكود HTML ولا قيود علي مبرمج الجافا أن يضع أوامر الجافا سكريبت في منطقة الرأس أو الجسم , لكن راعي أن أوامر الإخراج – وهي الأوامر التي من اختصاصها أن تظهر ناتج الكود البرمجي علي المتصفح – لابد وأن تكتب في منطقة الجسم (Body) أو في المكان الذي تريده أن يظهر فيه ناتج السكريبت , أما عند كتابة أمر الإخراج في منطقة الرأس (Head) فإنه يعمل علي كتابة ناتج هذا الأمر قبل البدء في أي أوامر تختص بمنطقة الجسم ( Body) . هناك ميزة أخري في الجافا سكريبت وهو أنه يمكنك كتابة كود الجافا سكريبت في ملف خارجي (كما هو الحال في CSS ) , ويكون امتداد ذلك الملف (* .Js) ,   وتكون صيغةالربط بينصفحتك وملف الجافا كالآتي :- > Script Language = " javascript" src = " موقع الملف علي الشبكة أو علي الجهاز "> > /Script> ملاحظات علي كتابة الأوامر في ا
قراءة المزيد

مسائل علي الترانزستورات MOSFET

صورة
مسائل مسألة 1 ترانزستور MOSFET من النوع المقلل (depletion) له المعطيات التالية : IDSS = 10mA; VGS,of = -4V أوجد قيم I D R DS , g m , عندما تكون V G = -2V و V G = +2V . أفرض أن الترانزستور يعمل في المنطقة الفعالة . الحل :   مسألة (2) : ترانزستور MOSFET من النوع المعزز له البارامترات التالية : V GS,th = +2v; وعند V GS يساوي (+4V) كان ID = 12mA أوجد R DS , gm, k بفرض أن الترانزستور يعمل في المنطقة الفعالة . الحل : من أجل حساب k استخدم معادلة تيار المصرف في المنطقة الفعالة : I D = k (V GS – V GS,th )2 ومن هذه المعادلة تحصل علي : ومن أجل إيجاد g m , استخدم العلاقة التالية : وعندها يمكن حساب المقاومة R DS من العلاقة : R DS = (1/gm) = 83Ω مسألة (3) : في دارة الشكل يوجد ترانزستور MOSFET قنال (n) من النوع المعزز له V GS,off = -4V , I DSS = 10mA . المقاومة R D = 1kΩ وجهد التغذية المستمر V DD = +20V . أوجد الربح (V out / V in ) . يمكن باستخدام قوانين كيرشوف وأوم الحصول علي المعادلات التالية : V DD = V DS + I DRD V DD = V D
قراءة المزيد