ধাতব-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টর বা MOSFET একটি ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত ডিভাইস যা সার্কিটের মধ্যে ভোল্টেজগুলিকে প্রশস্ত বা পরিবর্তন করতে উৎস, ড্রেন, গেট এবং বডির মতো টার্মিনাল দিয়ে তৈরি করা হয় এবং ডিজিটাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আইসিগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এগুলি এ্যানালগ সার্কিট যেমন এমপ্লিফায়ার এবং ফিল্টারগুলিতেও ব্যবহৃত হয়। MOSFETs প্রধানত এর ত্রুটিগুলি অতিক্রম করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে তথ্য যেমন উচ্চ ড্রেন প্রতিরোধ, মাঝারি ইনপুট প্রতিবন্ধকতা এবং ধীর অপারেশন। MOSFET দুটি ধরনের বর্ধন মোড এবং হ্রাস মোড। এই নিবন্ধটি যেমন MOSFET এর প্রকারগুলির একটি নিয়ে আলোচনা করে অবক্ষয় মোড MOSFET - প্রকার, অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা।
অবক্ষয় মোড MOSFET কি?
একটি MOSFET যেটি সাধারণত কোনো গেট ভোল্টেজ প্রয়োগ না করেই চালু হয় যখন আপনি সংযোগ করেন তখন এটি একটি হ্রাস মোড MOSFET নামে পরিচিত। এই MOSFET-এ, কারেন্টের প্রবাহ ড্রেন টার্মিনাল থেকে উৎস পর্যন্ত। এই ধরনের MOSFET ডিভাইসে সাধারণ হিসাবেও পরিচিত।
MOSFET এর গেট টার্মিনালে একবার ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে, উৎস চ্যানেলের ড্রেন আরও প্রতিরোধী হয়ে উঠবে। যখন গেট-সোর্স ভোল্টেজ আরও বাড়ায় তখন ড্রেন থেকে উৎসে কারেন্টের প্রবাহ কমে যাবে যতক্ষণ না ড্রেন থেকে উৎসে কারেন্ট প্রবাহ বন্ধ হয়ে যায়।
সম্পর্কে আরো জানতে এই লিঙ্ক পড়ুন অনুগ্রহ করে একটি সুইচ হিসাবে MOSFET
অবক্ষয় মোড MOSFET প্রতীক
পি-চ্যানেল এবং এন-চ্যানেলের জন্য অবক্ষয় মোড MOSFET চিহ্নগুলি নীচে দেখানো হয়েছে। এই MOSFETগুলিতে, তীরচিহ্নগুলি P-type বা N-টাইপের মত MOSFET-এর ধরনকে উপস্থাপন করে। যদি তীর চিহ্নটি ভিতরের দিকে থাকে তবে এটি n-চ্যানেল এবং যদি তীর চিহ্নটি বাইরে থাকে তবে এটি পি-চ্যানেল।
Depletion Mode MOSFET কিভাবে কাজ করে?
অবক্ষয় MOSFET ডিফল্টরূপে সক্রিয় হয়। এখানে, উত্স এবং ড্রেন টার্মিনালগুলি শারীরিকভাবে সংযুক্ত। MOSFET-এর কাজ বোঝার জন্য, Depletion MOSFET-এর প্রকারভেদ বোঝা যাক।
অবক্ষয় মোড MOSFET এর প্রকার
দ্য অবক্ষয় মোড MOSFET গঠন প্রকারের উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত হয়। এমওএসএফইটি দুটি ধরণের পি-চ্যানেল হ্রাস মোড এবং এন-চ্যানেল হ্রাস মোড। সুতরাং, প্রতিটি ধরণের অবক্ষয় মোড MOSFET গঠন এবং এর কাজ নীচে আলোচনা করা হয়েছে।
এন-চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET
N-Channel Depletion MOSFET এর গঠন নিচে দেখানো হয়েছে। এই ধরনের অবক্ষয় MOSFET-এ, উৎস এবং ড্রেন এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের একটি ছোট স্ট্রিপ দ্বারা সংযুক্ত থাকে। এই MOSFET-এ ব্যবহৃত সাবস্ট্রেট হল একটি P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং ইলেকট্রন হল এই ধরনের MOSFET-এ সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক। এখানে, উত্স এবং ড্রেন ভারীভাবে ডোপ করা হয়.
এন-চ্যানেল অবক্ষয় মোড MOSFET নির্মাণ এনহ্যান্সমেন্ট মোড n চ্যানেল MOSFET-এর তুলনায় একই রকম, এর কাজ ভিন্ন। উৎস এবং ড্রেন টার্মিনালের মধ্যে ফাঁক এন-টাইপ অমেধ্য দ্বারা গঠিত।
যখন আমরা উৎস এবং নিষ্কাশনের মতো উভয় টার্মিনালের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য প্রয়োগ করি, তখন সাবস্ট্রেটের পুরো n-অঞ্চল জুড়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়। যখন এই MOSFET-এর গেট টার্মিনালে একটি ঋণাত্মক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ইলেকট্রনের মতো চার্জ বাহকগুলি অস্তরক স্তরের অধীনে n-অঞ্চলের মধ্যে বিকর্ষিত হবে এবং নীচে সরে যাবে। তাই চ্যানেলের মধ্যে চার্জ ক্যারিয়ারের অবক্ষয় ঘটবে।
এইভাবে, সামগ্রিক চ্যানেল পরিবাহিতা হ্রাস পায়। এই অবস্থায়, একবার GATE টার্মিনালে একই ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে, ড্রেন কারেন্ট কমে যাবে। নেতিবাচক ভোল্টেজ আরও বাড়ানো হলে এটি পৌঁছায় চিমটি বন্ধ মোড .
এখানে ড্রেন কারেন্ট চ্যানেলের মধ্যে চার্জ ক্যারিয়ারের অবক্ষয় পরিবর্তন করে নিয়ন্ত্রিত হয় তাই একে বলা হয় অবক্ষয় MOSFET . এখানে, ড্রেন টার্মিনালটি +ve পটেনশিয়ালে, গেট টার্মিনালটি একটি -ve পটেনশিয়ালে এবং উৎসটি '0' পটেনশিয়ালে। এইভাবে ড্রেন থেকে গেটের মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্য উৎস থেকে গেটের তুলনায় বেশি, তাই উৎস টার্মিনালের তুলনায় নিষ্কাশনের জন্য হ্রাস স্তরের প্রস্থ বেশি।
P-চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET
পি চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET-এ, P-টাইপের সেমিকন্ডাক্টরের একটি ছোট স্ট্রিপ উৎস এবং ড্রেনকে সংযুক্ত করে। উৎস এবং ড্রেন পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের এবং সাবস্ট্রেট এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের। চার্জ বাহক অধিকাংশ গর্ত হয়.
পি চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET নির্মাণ n চ্যানেল হ্রাস মোড MOSFET এর একেবারে বিপরীত। এই MOSFET এর মধ্যে একটি চ্যানেল রয়েছে যা এর মধ্যে তৈরি করা হয় উৎস ও ড্রেন অঞ্চল যার সাথে প্রচন্ডভাবে ডোপ করা হয় পি-টাইপ অমেধ্য। সুতরাং, এই MOSFET-এ, n-টাইপ সাবস্ট্রেট ব্যবহার করা হয়েছে এবং ডায়াগ্রামে দেখানো চ্যানেলটি পি-টাইপ।
একবার আমরা MOSFET-এর গেট টার্মিনালে +ve ভোল্টেজ প্রয়োগ করি, তাহলে p-টাইপ অঞ্চলে ইলেকট্রনের মতো সংখ্যালঘু চার্জ বাহকগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকশনের কারণে আকৃষ্ট হবে এবং স্থির নেতিবাচক অপরিষ্কার আয়ন তৈরি করবে। সুতরাং চ্যানেলের মধ্যে একটি হ্রাস অঞ্চল তৈরি হবে এবং ফলস্বরূপ, চ্যানেলের পরিবাহিতা হ্রাস পাবে। এইভাবে, গেট টার্মিনালে +ve ভোল্টেজ প্রয়োগ করে ড্রেন কারেন্ট নিয়ন্ত্রিত হয়।
একবার আমরা MOSFET-এর গেট টার্মিনালে +ve ভোল্টেজ প্রয়োগ করি, তাহলে p-টাইপ অঞ্চলে ইলেকট্রনের মতো সংখ্যালঘু চার্জ বাহকগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকশনের কারণে আকৃষ্ট হবে এবং স্থির নেতিবাচক অপরিষ্কার আয়ন তৈরি করবে। সুতরাং চ্যানেলের মধ্যে একটি অবক্ষয় অঞ্চল তৈরি হবে এবং ফলস্বরূপ, চ্যানেলের পরিবাহিতা হ্রাস পাবে। এইভাবে, গেট টার্মিনালে +ve ভোল্টেজ প্রয়োগ করে ড্রেন কারেন্ট নিয়ন্ত্রিত হয়।
এই ধরনের অবক্ষয় টাইপ MOSFET সক্রিয় করতে, গেট ভোল্টেজ 0V হতে হবে এবং ড্রেন বর্তমান মান বড় যাতে ট্রানজিস্টর সক্রিয় অঞ্চলে থাকবে। সুতরাং, আরও একবার এই MOSFET চালু করার জন্য, সোর্স টার্মিনালে +ve ভোল্টেজ দেওয়া হয়। তাই পর্যাপ্ত ধনাত্মক ভোল্টেজের সাথে এবং বেস টার্মিনালে কোন ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না, এই MOSFET সর্বাধিক কার্যকরী হবে এবং উচ্চ কারেন্ট থাকবে।
একটি P-চ্যানেল হ্রাস MOSFET নিষ্ক্রিয় করার জন্য, আপনি দুটি উপায়ে বায়াস পজিটিভ ভোল্টেজ কেটে ফেলতে পারেন, যা ড্রেনকে শক্তি দেয় অন্যথায় আপনি গেট টার্মিনালে -ve ভোল্টেজ প্রয়োগ করতে পারেন। গেট টার্মিনালে একবার a-ve ভোল্টেজ দেওয়া হলে, কারেন্ট কমে যাবে। গেট ভোল্টেজ আরও ঋণাত্মক হয়ে গেলে, কাটঅফ না হওয়া পর্যন্ত কারেন্ট কমে যায়, তারপর MOSFET 'বন্ধ' অবস্থায় থাকবে। সুতরাং, এটি স্রোত নিষ্কাশনের জন্য একটি বড় উত্স বন্ধ করে দেয়।
সুতরাং, এই MOSFET-এর গেট টার্মিনালে আরও একবার -ve ভোল্টেজ দেওয়া হলে, এই MOSFET কম সঞ্চালন করবে এবং সোর্স-ড্রেন টার্মিনাল জুড়ে কম কারেন্ট থাকবে। একবার গেট ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট –ve ভোল্টেজ থ্রেশহোল্ডে পৌঁছে, তারপর এটি ট্রানজিস্টর বন্ধ করে দেয়। সুতরাং, -ve ভোল্টেজ ট্রানজিস্টর বন্ধ করে দেয়।
বৈশিষ্ট্য
দ্য ড্রেন MOSFET বৈশিষ্ট্য নীচে আলোচনা করা হয়.
এন চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET এর ড্রেন বৈশিষ্ট্য
n চ্যানেল হ্রাস MOSFET এর ড্রেন বৈশিষ্ট্যগুলি নীচে দেখানো হয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি VDS এবং IDSS-এর মধ্যে প্লট করা হয়েছে। আমরা যখন ভিডিএস মান বাড়াতে থাকি তখন আইডি বাড়বে। একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ পরে, ড্রেন বর্তমান আইডি ধ্রুবক হয়ে যাবে। Vgs = 0 এর জন্য স্যাচুরেশন বর্তমান মানকে IDSS বলা হয়।
যখনই প্রয়োগ করা ভোল্টেজ নেতিবাচক হয়, এবং তখন গেট টার্মিনালে এই ভোল্টেজটি ইলেকট্রনের মতো চার্জ বাহককে সাবস্ট্রেটে ঠেলে দেবে। এবং এই পি-টাইপ সাবস্ট্রেটের মধ্যে গর্তগুলি এই ইলেকট্রন দ্বারা আকৃষ্ট হবে। সুতরাং এই ভোল্টেজের কারণে, চ্যানেলের মধ্যে ইলেকট্রনগুলি গর্তের সাথে পুনরায় মিলিত হবে। পুনর্মিলনের হার প্রয়োগ করা ঋণাত্মক ভোল্টেজের উপর নির্ভর করবে।
একবার আমরা এই ঋণাত্মক ভোল্টেজ বাড়ালে, পুনঃসংযোগের হারও বৃদ্ধি পাবে যার ফলে সংখ্যা হ্রাস পাবে। এই চ্যানেলের মধ্যে উপলব্ধ ইলেকট্রন এবং কার্যকরভাবে বর্তমান প্রবাহ কমিয়ে দেবে।
যখন আমরা উপরের বৈশিষ্ট্যগুলি পর্যবেক্ষণ করি, তখন দেখা যায় যে যখন ভিজিএস মান আরও ঋণাত্মক হবে তখন ড্রেন কারেন্ট কমে যাবে। একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজে এই ঋণাত্মক ভোল্টেজ শূন্য হয়ে যাবে। এই ভোল্টেজটিকে পিঞ্চ-অফ ভোল্টেজ বলা হয়।
এই MOSFET পজিটিভ ভোল্টেজের জন্যও কাজ করে, তাই যখন আমরা গেট টার্মিনালে পজিটিভ ভোল্টেজ প্রয়োগ করি তখন ইলেকট্রন এন-চ্যানেলের দিকে আকৃষ্ট হবে। তাই না. এই চ্যানেলের মধ্যে ইলেকট্রন বৃদ্ধি পাবে। তাই এই চ্যানেলের মধ্যে বর্তমান প্রবাহ বৃদ্ধি পাবে। তাই ইতিবাচক Vgs মানের জন্য, ID IDSS এর থেকেও বেশি হবে।
এন চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET এর স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য
N চ্যানেল হ্রাস MOSFET এর স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যগুলি নীচে দেখানো হয়েছে যা JFET-এর অনুরূপ। এই বৈশিষ্ট্যগুলি নির্দিষ্ট VDS মানের জন্য ID এবং VGS-এর মধ্যে প্রধান সম্পর্ককে সংজ্ঞায়িত করে। ইতিবাচক VGS মানগুলির জন্য, আমরা আইডি মানও পেতে পারি।
তাই সেই কারণে, বৈশিষ্ট্যের বক্ররেখা ডানদিকে প্রসারিত হবে। যখনই VGS মান ধনাত্মক হয়, তখন নং। চ্যানেলের মধ্যে ইলেকট্রন বৃদ্ধি পাবে। যখন ভিজিএস ইতিবাচক হয় তখন এই অঞ্চলটি বর্ধিত অঞ্চল। একইভাবে, যখন VGS নেতিবাচক হয় তখন এই অঞ্চলটি হ্রাস অঞ্চল হিসাবে পরিচিত।
ID এবং Vgs-এর মধ্যে প্রধান সম্পর্ক ID = IDSS (1-VGS/VP)^2 এর মাধ্যমে প্রকাশ করা যেতে পারে। এই অভিব্যক্তিটি ব্যবহার করে, আমরা Vgs-এর জন্য আইডি মান খুঁজে পেতে পারি।
P চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET এর ড্রেন বৈশিষ্ট্য
P চ্যানেল হ্রাস MOSFET এর ড্রেন বৈশিষ্ট্যগুলি নীচে দেখানো হয়েছে। এখানে, ভিডিএস ভোল্টেজ নেতিবাচক এবং ভিজিএস ভোল্টেজ ধনাত্মক। একবার আমরা Vgs বাড়াতে থাকি তাহলে আইডি(ড্রেন কারেন্ট) কমবে। পিঞ্চ-অফ ভোল্টেজে, এই আইডি( ড্রেন কারেন্ট) শূন্য হয়ে যাবে। একবার VGS নেতিবাচক হলে, আইডি মান IDSS এর থেকেও বেশি হবে।
P চ্যানেল অবক্ষয় MOSFET এর স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য
P চ্যানেল হ্রাস MOSFET এর স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যগুলি নীচে দেখানো হয়েছে যা n চ্যানেল হ্রাস MOSFET স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যগুলির একটি মিরর চিত্র। এখানে আমরা লক্ষ্য করতে পারি যে ড্রেন কারেন্ট ধনাত্মক VGS অঞ্চলে কাট-অফ পয়েন্ট থেকে IDSS পর্যন্ত বৃদ্ধি পায় এবং তারপর যখন ঋণাত্মক VGS মান বৃদ্ধি পায় তখন তা বাড়তে থাকে।
অ্যাপ্লিকেশন
অবক্ষয় MOSFET অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.
- এই অবক্ষয় MOSFET ধ্রুবক কারেন্ট সোর্স এবং লিনিয়ার রেগুলেটর সার্কিটে ব্যবহার করা যেতে পারে a পাস ট্রানজিস্টর .
- এগুলি স্টার্ট-আপ অক্জিলিয়ারী পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিটে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
- সাধারণত, এই MOSFETগুলি চালু হয় যখন কোন ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না যার মানে তারা স্বাভাবিক অবস্থায় কারেন্ট পরিচালনা করতে পারে। এইভাবে এটি ডিজিটাল লজিক সার্কিটে লোড প্রতিরোধক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
- এগুলি PWM IC-এর মধ্যে ফ্লাইব্যাক সার্কিটের জন্য ব্যবহৃত হয়।
- এগুলি টেলিকম সুইচ, সলিড স্টেট রিলে এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যবহৃত হয়।
- এই MOSFET ভোল্টেজ সুইপিং সার্কিট, কারেন্ট মনিটর সার্কিট, লেড অ্যারে ড্রাইভার সার্কিট ইত্যাদির মধ্যে ব্যবহার করা হয়।
সুতরাং, এটি একটি অবক্ষয় মোডের একটি ওভারভিউ MOSFET - কাজ করছে অ্যাপ্লিকেশন সহ। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, একটি বর্ধিতকরণ মোড MOSFET কি?