MOSFET کا جامع تعارف

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) کی بنیادی باتوں کے بارے میں جانیں، جس میں ساخت، کام کرنے کا اصول، درجہ بندی، اور ڈیجیٹل سرکٹس، پاور الیکٹرانکس، خودکار کنٹرول، اور سینسر سسٹمز میں کلیدی درخواستیں شامل ہیں۔

MOSFET (میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر) ایک وولٹیج ڈرائیون والا آلہ ہے جس پر برقی میدان کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ یہ انٹیگریٹڈ سرکٹس اور ڈسکریٹ ڈیوائسز دونوں میں بنیادی جزو کے طور پر کام کرتا ہے، اور اس کی سادہ ساخت، تیز ردعمل، اور انضمام کی آسانی کی وجہ سے مختلف اینالاگ اور ڈیجیٹل سرکٹ سسٹمز میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

MOSFET کی ترقی نے طاقت الیکٹرانکس، طاقت کے انتظام، کمپیوٹر چپ کے ڈیزائن، اور خودرو موبائل الیکٹرانکس میں ٹیکنالوجیز کو کافی حد تک آگے بڑھایا ہے۔

1. تفصیلی سٹرکچر

MOSFET کی بنیادی سٹرکچر چار بنیادی علاقوں پر مشتمل ہوتی ہے:

ذریعہ: وہ مقام جہاں الیکٹرانز یا خالی جگہوں کو داخل کیا جاتا ہے؛ یہ کرنٹ ان پٹ ٹرمینل کے طور پر کام کرتا ہے۔
نکاس: ٹرمینل جس کے ذریعے کیریئرز باہر نکلتے ہیں؛ یہ کرنٹ آؤٹ پٹ ٹرمینل ہے۔
دروازہ (گیٹ): بیرونی وولٹیج لاگو کر کے موصلت کا راستہ بننے کو کنٹرول کرتا ہے؛ یہ سوئچ کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس پر عموماً سلیکون آکسائیڈ (SiO₂) کی ایک پتلی تہہ ہوتی ہے جس میں عمدہ انضمام کی خصوصیت ہوتی ہے۔
سب سٹریٹ: آلے کی بنیادی سیمی کنڈکٹر میٹریل، عموماً ہلکی طور پر ڈوپڈ P- قسم یا N- قسم کا سلیکون۔

سب سٹریٹ کی قسم اور چینل کا تعلق:

NMOS: P- قسم کا سب سٹریٹ + N- قسم کا سورس/ڈرین؛ الیکٹرانز موصلیت کے حامل ہوتے ہیں۔
PMOS: N- قسم کا سب سٹریٹ + P- قسم کا سورس/ڈرین؛ خالی جگہیں موصلیت کے حامل ہوتی ہیں۔
اینہنسمنٹ اور ڈیپلیشن موڈ کے درمیان فرق:
اینہنسمنٹ موڈ: عام طور پر بند؛ موصلیت کے لیے گیٹ وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔
ڈیپلیشن موڈ: عام طور پر کھلا؛ جب گیٹ وولٹیج لاگو کی جاتی ہے تو غیر موصل ہو جاتا ہے۔

2. آپریٹنگ اصول (فیلڈ کنٹرول شدہ)

ایک MOSFET کا آپریشن بنیادی طور پر فیلڈ اثر پر مبنی ہے، جو سیمی کنڈکٹر میں چارج کیریئرز کی تقسیم کو کنٹرول کرتا ہے۔

انحناء-ماڈ NMOSFET: جب گیٹ پر مثبت وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو گیٹ کے نیچے P- قسم کا سبسٹریٹ الیکٹرک فیلڈ کی وجہ سے الیکٹرانز کو کھینچتا ہے، N- قسم کی انورشن لیئر تشکیل دیتا ہے اور سورس اور ڈرین کے درمیان ایک موصل چینل قائم کرتا ہے۔
انحناء-ماڈ PMOSFET: جب گیٹ پر منفی وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو N- قسم کے سبسٹریٹ کی سطح پر سوراخوں کو کھینچا جاتا ہے، P- قسم کے چینل کی تشکیل ہوتی ہے جو سورس اور ڈرین کے درمیان موصلیت کی اجازت دیتی ہے۔

آن اور آف حالت کا کنٹرول:

ایک MOSFET کا سوئچنگ رویہ گیٹ-سورس وولٹیج (VGS) سے طے ہوتا ہے:

جب VGS ≤ Vth (تھریشولڈ وولٹیج) ہو، چینل تشکیل پاتا ہے اور ڈیوائس آن ہو جاتی ہے۔

جب VGS < Vth ہو، چینل غائب ہو جاتا ہے اور ڈیوائس بند ہو جاتی ہے۔

3. کلیدی تقسیم کے طریقہ کار

MOSFETs کو مختلف معیارات کی بنیاد پر مختلف طریقوں سے زمرہ بند کیا جا سکتا ہے:

تصنیف کا معیار	قسم	خواص
موصلیت کے طریقہ کار کے لحاظ سے	NMOS	اچھی موصلیت، تیز رفتار موصلیت
موصلیت کے طریقہ کار کے لحاظ سے	PMOS	کم اسٹیٹک طاقت کی کھپت، مضبوط مداخلت مزاحمت
کام کرنے کے انداز کے لحاظ سے	بڑھوت قسم	کوئی گیٹ وولٹیج نہیں، کوئی موصلیت نہیں
کام کرنے کے انداز کے لحاظ سے	کمی کی قسم	موصلیت کی اصل حالت
درخواست کے لحاظ سے	منطقی قسم	سويچ کنٹرول اور سگنل سويچنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے
درخواست کے لحاظ سے	پاور کا قسم	پاور کنٹرول، موتور ڈرائیو کے لیے استعمال ہوتا ہے

NMOS ڈیوائسز زیادہ الیکٹران موبائلٹی اور کم آن-ریزسٹینس کی وجہ سے زیادہ تعدد اور اعلی کارکردگی والے اطلاقات میں زیادہ استعمال ہوتی ہیں۔

4. عام درخواست کے شعبے

موسفیٹس کم پاور کنٹرول سے لے کر ہائی وولٹیج ڈرائیونگ تک مختلف صورتوں کے لیے مناسب ہیں:

رقمی سرکٹس اور منطقی ڈیزائن: CMOS منطقی دروازے، جو مکمل NMOS اور PMOS سے مرکب ہوتے ہیں، مائیکرو پروسیسرز، مائیکرو کنٹرولرز اور میموری چپس کی بنیاد تشکیل دیتے ہیں۔ جدید SoCs (سسٹم آن چپ) اربوں MOSFETs کو ضم کرتے ہیں۔
برقی سپلائی اور برقی کنٹرول: موثر سوئچنگ آلے کے طور پر، ان کا استعمال وسیع پیمانے پر DC-DC کنورٹرز، سوئچنگ پاور سپلائیز (SMPS)، انورٹرز اور LED ڈرائیورز میں کیا جاتا ہے۔ وہ نرم سوئچنگ، کم EMI، اور زیادہ کارآمد ڈیزائن کی حمایت کرتے ہیں۔
اینالاگ سرکٹس: MOSFETs کو وولٹیج تقویت کنندہ، مستقل کرنٹ ذرائع اور اینالاگ سوئچ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ وہ آڈیو تقویت کنندہ اور برقی فیڈ بیک لوپس میں بہترین کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔
خودکار مشینی اور صنعتی کنٹرول: MOSFETs کا وسیع استعمال خودکار ECU، موتور کنٹرولرز اور آن بورڈ چارجرز (OBCs) میں ہوتا ہے۔ صنعتی خودکار کاری میں ڈرائیو ماڈیولز، PLCs اور رеле کی جگہ ان کا استعمال کیا جاتا ہے۔
سینسرز اور ڈیٹیکشن سسٹمز: موسفیٹس کو سیموس امیج سینسرز، انفراریڈ سینسرز، اور میمس سینسرز میں سگنل ریڈنگ سرکٹس تعمیر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ وہ ہائی سینسٹیویٹی سگنل ڈیٹیکشن کے لیے فرنٹ اینڈ ایمپلی فائر کے طور پر کام کرتے ہیں۔

5. نتیجہ

بہترین الیکٹریکل کارکردگی، سادہ ساخت اور زیادہ قابل کنٹرول ہونے کی وجہ سے، موسفیٹس الیکٹرانکس انڈسٹری میں ناگزیر اجزاء بن چکے ہیں۔

کنزیومر الیکٹرانکس اور مواصلاتی آلات سے لے کر صنعتی خودکار نظام اور نئی توانائی والی برقی گاڑیوں تک، ان کی درخواستیں ہر جگہ موجود ہیں۔

اپنی ساخت، اصولوں اور درخواست کی خصوصیات کو سمجھ کر، کوئی موثر طریقے سے ڈیوائس کے انتخاب، سسٹم کی تعمیر اور مصنوعات کے انتہائی استعمال کو یقینی بناسکتا ہے۔

پیشین

کوئی نہیں

تمام ایپلیکیشنز بعدی

ڈائیوز کے فنکشنز اور استعمالات