کاربرد و عملکرد پایه ۴ (ترانزیستور mosfet) پایه کاهش دما یا خنک کننده (مهندسی افزاره های میکرو _ نانو الکترونیک) 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

نکته : ترانزیستور معمولی  تشکیل شده از پایه مادر بیسB ؛ پایه تقویت کننده کلکتورk  ؛ وپایه تثبیت کننده اِمیترE ؛اما ترانزیستور MOSFET نامهای متفاوتی دارد:

 سه پایه با نام‌های درین D، سورس S و گیت G است. حالا پس کار پایه 4 ترانزیستور ماسفت که در بالای آن قرار دارد پایه خنک کننده یا کاهش دمای ترانزیتور بر روی بُرد الکترونیکی میباشد.

در ترانزیستور اثر میدان (FET) چنان که از نام اش پیدا است، پایهٔ کنترلی، جریانی مصرف نمی‌کند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه رسانا، جریان عبوری از FET کنترل می‌شود. از همین روی ورودی این مدار هیچ اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی‌گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد. عمده تفاوت ماسفت با ترانزیستور JFET در این است که گیت ترانزیستورهای ماسفت توسط لایه‌ای از اکسید سیلیسیم SiO از کانال مجزا شده است. به این دلیل به ماسفتها فِت با گیت مجزا به انگلیسی: IGFET ، Insulated Gate FET‏ نیز گفته میشود. مدارهای مجتمع بر پایهٔ فناوری ترانزیستورهای اثر میدان MOS، را می‌توان بسیار ریزتر و ساده‌تر از مدارهای مجتمع بر پایهٔ ترانزیستورهای دوقطبی ساخت، بی آن که حتی در مدارها و تابع‌های پیچیده و مقیاس‌های بزرگ نیازی به مقاومت، دیود، یا دیگر قطعه‌های الکترونیکی داشته باشند. همین ویژگی، تولید انبوه آن‌ها را آسان می‌کند، چندان که هم اکنون بیش‌تر از ۸۵ درصد مدارهای مجتمع، بر پایهٔ فناوری MOS طراحی و ساخته می‌شوند.

ترانزیستورهای MOS، بسته به کانالی که در آن‌ها شکل می‌گیرد، NMOS یا PMOS نامیده می‌شوند. در آغاز کار، PMOS ترانزیستور پرکاربردتر در فناوری MOS بود. اما از آن جا که ساختن NMOS آسان‌تر است و مساحت کم‌تری هم می‌گیرد، از PMOS پیشی گرفت. بر خلاف ترانزیستورهای دوقطبی، در ترانزیستورهای MOSFET، جریان نتیجهٔ شارشِ تنها یک حامل (الکترون یا حفره) در میان پیوندها است و از این رو، این ترانزیستورها را تک‌قطبی هم می‌نامند.

شماتیک و  ساختمان داخلی ماسفت MOSFET در تصویر زیر: (S سورس ؛ D درین ؛ گیت G)

ساختار و کارکرد ماسفت افزایشی

فت دارای سه پایه با نام‌های درین D، سورس S و گیت G است که پایه گیت، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می‌کند. فت‌ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می‌کند. FETها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می‌گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند. نوع دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی MOSFET ها هستند - ترانزیستور اثرمیدانی نیمه‌رسانای اکسید فلز، یکی از اساسی‌ترین مزیت‌های ماسفت‌ها نویز کمتر آن‌ها در مدار است.


ماسفت‌ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند.

نحوه تست ماسفت با مولتی متر

 برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر، نخست پایه گیت را پیدا می‌کنیم. یعنی پایه‌ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می‌توان پایهٔ درین را از سورس تشخیص داد.

ماسفت کاهشی

ساختار این گونهٔ ترانزیستور MOS همانند ساختار ترانزیستورهای افزایشی است، تنها با این تفاوت که هنگامِ ساخت آن کانال را به وسیلهٔ یک نوار از جنس سیلیسیم، میان سورس و درین تعبیه می‌کنند. از این رو اگر اختلاف پتانسیل میان آن دو اعمال شود، جریانی از سورس به درین خواهیم داشت هرچند که ولتاژ اعمال شده به گیت صفر باشد.

    • پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

      •

     

.