تطبيقات أساسية علي الترانزستورات MOSFET

تطبيقات أساسية

تبين الدارات المعطاة في الشكل كيفية استخدام ترانزستورات MOSFET للتحكم بمرور التيار عبر مصابيح ضوئية تختلف درجة التحكم بالإضاءة حسب الترانزستور الذي تستخدمه .

semiconductor-illustrated_Page_48_03

الشكل دارات تحكم بالإضاءة

تعاريف نظرية

يمكن اعتبار ترانزستورات MOSFET من النوع المقلل عند معها مثل ترانزستورات JFET مع ملاحظة أن مقاومات دخلها أعلي , وتلخص التعاريف والأشكال التالية كافة الأمور النظرية التي يجب أن تعرفها عن هذه الترانزستورات .

semiconductor-illustrated_Page_48_06

ترانزستورات MOSFET نوع مقلل قنال n

يبين الشكل ؤرمز هذا النوع من الترانزستورات ومميزة الفولت أمبير لخرجه , أي علاقة تيار المصرف (ID) بالجهد (VDS) عند قيم مختلفة للجهد (VGS) .

تعاريف MOSFET نوع مقل قنال p

في الشكل القسم السفلي يعطي رمز هذا النوع من الترانزستور وتعطي كذلك مميزات خرج هذه الترانزستورات ID) ) كتابع لــ (VD) عند قيم مختلفة لــ (VGS) .

semiconductor-illustrated_Page_48_09

الشكل : رموز خرج ترانزستور MOSFET نوع مقلل .

تعاريف أساسية

المنطقة الأومية (ohmic region) : في هذه المنطقة يعمل الترانزستور MOSFET كمقاومة .

المنطقة الفعالة (active region) : وفي هذه المنطقة يتعلق تيار المصرف بجهد البوابة أما تأثير الجهد VDS علي التيار (عند قيمة محدد لـــ VGS ) فيكون طفيفا جدا .

جهد القطع (cutoff voltage (VGS,off) : يرمز لهذتا الجهد أيضا بالرمز (VP) ويسمي جهد الانقباض (pinch-off voltage)وهو الجهد الذي إذا طبق بين البوابة والمنبع فإنه يؤدي إلي نقل الترانزستور إلي القطع .

جهد الإنهيار (Breakdown voltage (BVDS): وهو جهد بين المصرف والمنبع , إذا تم تجاوزه فإن التيار بين المصرف والمنبع يزداد بشكل انهياري كبير جدا , يؤدي إلي تخريب الترانزستور .

تيار المصرف عند استقطاب صفري (Drain current for zero Bias) : يرمز لهذا التيار بالرمز IDSS , وهو التيار الذي يمر في الترانزستور بين المصرف والمنبع عندما يكون VCS مساويا الصفر .

الناقلية التبادلية transconductance (gm) : وهي نسبة تغيرات المصرف إلي تغيرات الجهد (VGS) عند قيمة ثابتة للجهد VDS , وهي تشابه الناقلية التبادلية  1/Rtr  في الترانزستور ثنائي القطبية .

علاقات وقوانين مفيدة لترانزستور MOSFET من النوع المقلل

علاقة تيار المصرف في منطقة المقاومة الأومية :

علاقة تيار المصرف في المنطقة الفعالة :

مقاومة المصرف – منبع :

مقاومة حالة on بين المصرف والمنبع :

الجهد بين المنبع والمصرف :

الناقلية التبادلية :

semiconductor-illustrated_Page_40_05

الناقلية التبادلية عندما تكون البوابة موصولة مع المنبع :

في ترانزستور قنال (n) تكون (VGS,off) سالبة , وفي ترانزستور قنال (p) تكون (VGS,off) موجبة .

(VGS,off) و IDSS هي عبارة عن معليم (معطيات ) , ويمكن الحصول علي قيمتها لترانزستور معين من جدول مواصفات العنصر . وفيما يلي بعض القيم النموذجية لبارامترات ترانزستور JFET :

IDSS : يتراوح بين 1mA و 1A .

VGS,off : تتراوح بين (-0.5V) و (-10V) لترانزستور قنال n , وبين (+0.5V) و (+ 10V) لترانزستور قنال p .

RDS,on : من 10Ω إلي 1000Ω.

BVDS : من 6 إلي 50 فولت .

أما gm عند (1mA) فتتراوح قيمتها بين (500) و 3000µmho .

معلومات فنية وعلاقات لترانزستورات MOSFET من النوع المعزز

يجب تعلم بعض المفاهيم والقوانين لمعرفة سلوك ترانزستور MOSFET من النوع المعزز , وفيما يلي أهم التعاريف والعلاقات مع رومز هذه الترانزستورات ومميزات خرجها ( أنظر الشكل ) .

المنطقة الأومية : وهي منطقة يعمل فيها الترانزستور كمقاومة .

المنطقة الفعالية : وهي منطقة يتعلق فيها التيار (ID) بالجهد VGS وعند قيمة ثابتة لـــ VGS يكون تأثير (VGS)علي التيار (ID) طفيفا جدا .

جهد العتبة Threshold voltage (VGS,th) : وهو الجهد بين البوابة والمنبع الذي يبدأ عنده الترانزستور بنقل التيار .

جهد الانهيارBreakdown voltage (BVDS) : هو جهد إذا طبق بين المنبع والمصرف فإن التيار المصرف يزداد كثيرا إلي درجة تؤدي إلي تخريب الترانزستور .

تيار المصرف الموافق لجهد استقطاب معين (ID,on) هو التيار الذي يمر يبن المصرف والمنبع عند قيمة معينة للجهد VGS . تعطي في نشرات المعطيات قيمة VGS وقيمة ID الموافقة لها .

الناقلية التبادلية (gm) : هي نسبة تغيرات تيار المصرف إلي تغيرات (VGS) عند قيمة ثابتة لــــ VDS . وهي تشابه الناقلية التبادلية (1/Rtr) للترانزستورات ثنائية القطبية .

semiconductor-illustrated_Page_49_06

الشكل : رموز ومميزات خرج ترانزستورات MOSFETs نوع معزز .

علاقة (معادلة )تيار المصرف في المنطقة الأومية :

علاقة تيار المصرف في المنطقة الفعالة :

بارامتر التركيب (construction parameter) :

الناقلية التبادلية :

مقاومة قنال المنبع –مصرف :

semiconductor-illustrated_Page_50_03

تتناسب قيمة البارامتر k (بارامتر التركيب ) مع نسبة (العرض /الطول) لقنال الترانزستور وتتعلق بالحرارة وتحسب من المعادلة المعطاة أعلاة .

VGS,th موجب لترانزستور قنال (n) , وسالب لترانزستور قنال (p) . فيما يلي بعض القيم النموذجية لبارامترات الترانزستورات .

IDS,on : من 1mA إلي1A

RDS,on : من 1Ω إلي10kΩ

VGS,off : من 0.5 إلي 10v

BVDS(off) : من 6 إلي 50v

BVGS,off : من 6 إلي 50v

تعتبر VGS,th , ID,on و gm معطيات عند قيمة لـــ ID ويمكن معرفة قيمها من جدول مواصفات العنصر RDS1 هي مقاومة معطاة عند قيمة معرفة (VG1) , أما RDS2 فهي المقاومة التي تحسب عند قيمة أخري (VG2) .

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