आप MOSFET के विभिन्न प्रकारों में उनके कार्य करने के तरीके और उनके उपयोग के स्थान में बड़े अंतर देख सकते हैं। विभिन्न प्रकार के MOSFET में एन्हांसमेंट-मोड MOSFET सबसे आम हैं। इनका उपयोग इलेक्ट्रिक कारों, घरेलू मशीनों और कारखानों में किया जाता है। इस प्रकार के MOSFET, पावर MOSFET बाज़ार के 85% से अधिक हिस्से का प्रतिनिधित्व करते हैं। डिप्लेशन-मोड MOSFET का उतना उपयोग नहीं किया जाता। ये वोल्टेज और RF एम्पलीफायरों को नियंत्रित करने जैसे विशेष कार्यों के लिए उपयुक्त होते हैं। जब आप MOSFET चुनते हैं, तो आपको उसकी विशेषताओं को अपनी परियोजना के अनुरूप बनाना चाहिए। ऊर्जा प्रबंधन और इलेक्ट्रिक कारों में विभिन्न प्रकार के MOSFET का विश्व बाज़ार तेज़ी से बढ़ रहा है।
कई व्यवसाय चाहते हैं कि MOSFET प्रौद्योगिकी से पैसा बचे और वे बेहतर काम करें।
MOSFETs के प्रकार
MOSFETs के चार मुख्य समूह हैं। प्रत्येक समूह अपने तरीके से काम करता है। इनका उपयोग निम्नलिखित के लिए किया जाता है: स्विच में विभिन्न कार्य और पावर सर्किट। किसी एक को चुनने से पहले आपको यह जानना चाहिए कि हर प्रकार कैसे काम करता है।
वृद्धि मोड
अधिकांश आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स एन्हांसमेंट मोड MOSFETs का उपयोग करते हैं। यदि गेट पर कोई वोल्टेज नहीं है, तो ये MOSFETs बंद हो जाते हैं। इन्हें चालू करने के लिए आपको एक निश्चित स्तर से ऊपर वोल्टेज जोड़ना होगा। इससे इन्हें डिजिटल सर्किट और स्विच में उपयोग करना आसान हो जाता है।
टिप: एन्हांसमेंट मोड MOSFETs इसके लिए शीर्ष विकल्प हैं स्विचिंग और प्रवर्धन सिग्नल कंप्यूटर, कार और घरेलू उपकरणों में।
यहां एक तालिका दी गई है जो दर्शाती है कि संवर्द्धन मोड MOSFETs और अवक्षय मोड MOSFETs किस प्रकार भिन्न हैं:
Feature | एन्हांसमेंट-मोड MOSFET | डिप्लेशन-मोड MOSFET |
|---|---|---|
डिफ़ॉल्ट स्थिति | शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर बंद | शून्य गेट-स्रोत वोल्टेज पर चालू |
सीमा वोल्टेज | सकारात्मक थ्रेशोल्ड वोल्टेज | नकारात्मक थ्रेशोल्ड वोल्टेज |
सामान्य उपयोग | एकीकृत परिपथों में सामान्य | तर्क सर्किट में लोड प्रतिरोधकों के रूप में उपयोग किया जाता है |
एन्हांसमेंट मोड MOSFETs को काम करने के लिए एक पॉजिटिव गेट वोल्टेज की ज़रूरत होती है। ये स्विच की तरह काम करते हैं जो तब तक बंद रहते हैं जब तक आप उन्हें चालू नहीं करते।
रिक्तीकरण मोड
डिप्लेशन मोड MOSFET विशेष एनालॉग सर्किट में पाए जाते हैं। ये MOSFET तब भी काम करते हैं जब आप गेट में वोल्टेज नहीं जोड़ते। आप इन्हें नेगेटिव वोल्टेज जोड़कर बंद कर सकते हैं। डिप्लेशन मोड MOSFET स्थिर करंट स्रोत और वोल्टेज नियंत्रण बनाने में मदद करते हैं।
यहां एक तालिका दी गई है जो एनालॉग सर्किट में रिक्तीकरण मोड MOSFETs के मुख्य लाभों को समझाती है:
फायदा | विवरण |
|---|---|
अंतर्निहित चैनल | डिप्लेशन मोड MOSFETs में स्रोत और ड्रेन के बीच एक अंतर्निर्मित चैनल होता है। |
दोहरे मोड संचालन | वे संवर्द्धन और ह्रास दोनों मोड में काम कर सकते हैं, इसलिए आपको अधिक डिज़ाइन विकल्प मिलते हैं। |
शून्य गेट वोल्टेज संचालन | वे शून्य गेट वोल्टेज पर काम करते हैं, इसलिए आपको हर समय गेट ड्राइव सर्किट की आवश्यकता नहीं होती है। |
स्थिर धारा स्रोतों के लिए आदर्श | आप स्थिर धारा स्रोत बना सकते हैं, जो आपके सर्किट को बेहतर ढंग से काम करने में मदद करता है। |
जब आपको ऐसे पुर्ज़े की ज़रूरत होती है जो गेट सिग्नल के बिना काम करे, तो आप डिप्लेशन मोड MOSFETs का इस्तेमाल करते हैं। ये MOSFETs आपको ऐसे एनालॉग सर्किट बनाने में मदद करते हैं जिन्हें स्थिर धारा या वोल्टेज की ज़रूरत होती है।
एन-चैनल
अधिकांश विद्युत परिपथों में N-चैनल MOSFET का उपयोग किया जाता है। ये MOSFET आवेश वहन करने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रॉन छिद्रों की तुलना में तेज़ गति से चलते हैं। इसका अर्थ है कि N-चैनल MOSFET का प्रतिरोध कम होता है और वे बेहतर कार्य करते हैं। ये कम ऊष्मा उत्पन्न करते हैं और तेज़ी से कार्य करते हैं।
एन-चैनल एमओएसएफईटी इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं, जो तेजी से चलते हैं और डिवाइस को कुशल बनाते हैं।
एन-चैनल MOSFETs से आपको बेहतर चालन और कम हानि प्राप्त होती है।
एन-चैनल MOSFETs उच्च धारा और उच्च आवृत्ति सर्किट के लिए अच्छे हैं।
एन-चैनल MOSFETs, पी-चैनल MOSFETs की तुलना में अधिक कुशल होते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन छिद्रों की तुलना में तेज़ गति से चलते हैं। समान भार के तहत, एन-चैनल MOSFETs में आपको कम ऊष्मा और कम प्रतिरोध दिखाई देता है।
पी-चैनल
पी-चैनल MOSFETs का उपयोग सर्किट के ऊपरी हिस्से पर बिजली नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। ये MOSFETs आवेश वहन करने के लिए छिद्रों का उपयोग करते हैं। छिद्र इलेक्ट्रॉनों की तुलना में धीमी गति से चलते हैं। इसलिए, पी-चैनल MOSFETs का प्रतिरोध अधिक होता है और स्विच करते समय ये अधिक बिजली खोते हैं। आपको बैटरी उपकरणों और बिजली प्रबंधन प्रणालियों में पी-चैनल MOSFETs मिलते हैं।
आप डीसी सर्किट में उच्च-साइड स्विच के रूप में पी-चैनल MOSFETs का उपयोग करते हैं।
पी-चैनल MOSFETs रिवर्स बैटरी कनेक्शन के विरुद्ध सुरक्षा प्रदान करते हैं।
आप स्विचिंग कन्वर्टर्स, मोटर नियंत्रण, एलईडी स्विचिंग और लोड डिस्कनेक्ट स्विच में पी-चैनल एमओएसएफईटी देखते हैं।
P-चैनल MOSFETs विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करते हैं और सर्किट की सुरक्षा करते हैं। इनका उपयोग तब किया जाता है जब आपको विद्युत आपूर्ति के धनात्मक पक्ष को स्विच करना होता है।
नोट: N-चैनल MOSFET उच्च गति और उच्च धारा वाले कार्यों के लिए बेहतर हैं। P-चैनल MOSFET उच्च-पक्ष स्विचिंग और सुरक्षा के लिए सर्वोत्तम हैं।
आपको अपने प्रोजेक्ट के लिए सही MOSFET चुनना होगा। एन्हांसमेंट मोड MOSFET ज़्यादातर डिजिटल और स्विचिंग कार्यों के लिए उपयुक्त होते हैं। डिप्लेशन मोड MOSFET एनालॉग और विशेष सर्किट में मदद करते हैं। N-चैनल MOSFET आपको गति और दक्षता प्रदान करते हैं। P-चैनल MOSFET आपको विद्युत प्रवाह को नियंत्रित और संरक्षित करने में मदद करते हैं।
MOSFET संरचना
मूल रचना
एक मोसफेट में चार मुख्य भागस्रोत और नाली में विशेष अर्धचालक पदार्थ का उपयोग किया जाता है। गेट बॉडी के ऊपर स्थित होता है, लेकिन उसे स्पर्श नहीं करता। एक पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत गेट को बॉडी से अलग करती है। बॉडी को हल्का डोप किया जाता है और यह धारा के लिए एक चैनल बनाती है।
गेट स्रोत और ड्रेन के बीच बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करता है। ऑक्साइड परत आपको गेट में वोल्टेज जोड़कर एक विद्युत क्षेत्र बनाने में मदद करती है। जब आप मॉसफेट चालू करते हैं तो बॉडी एक चैनल बनाती है। यह डिज़ाइन मॉसफेट को तेज़ी से चालू और बंद करने में आपकी मदद करता है।
सुझाव: गेट ऑक्साइड की मोटाई मॉसफेट की कार्यप्रणाली को प्रभावित करती है। अगर ऑक्साइड पतला है, तो मॉसफेट बेहतर काम करता है, लेकिन आसानी से टूट सकता है। अगर ऑक्साइड मोटा है, तो मॉसफेट ज़्यादा मज़बूत होता है, लेकिन उसे चालू होने के लिए ज़्यादा वोल्टेज की ज़रूरत होती है।
यहां एक तालिका दी गई है जो दर्शाती है कि गेट ऑक्साइड की मोटाई एमओएसएफईटी के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को कैसे प्रभावित करती है:
पहलू | मोटा गेट ऑक्साइड | थिनर गेट ऑक्साइड |
|---|---|---|
विश्वसनीयता | मोसफेट को अधिक मजबूत और सुरक्षित बनाता है | समस्याएँ पैदा कर सकता है और आसानी से टूट सकता है |
सीमा वोल्टेज | चालू करने के लिए अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है | चालू करने के लिए कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है |
चैनल चालकता | चैनल को कमजोर बनाता है | चैनल को मजबूत बनाता है |
समाई | कम धारिता है | अधिक धारिता होती है और यह कार्य करने के तरीके को बदल देता है |
संचालन सिद्धांत
आप गेट पर वोल्टेज बदलकर मोसफ़ेट को नियंत्रित करते हैं। मोसफ़ेट मुख्यतः दो तरीकों से काम करता है।
कट-ऑफ क्षेत्र में, गेट-सोर्स वोल्टेज बहुत कम होता है। मॉसफ़ेट बंद रहता है, और कोई धारा प्रवाहित नहीं होती।
संतृप्ति क्षेत्र में, गेट-सोर्स वोल्टेज काफ़ी ज़्यादा होता है। मॉसफ़ेट चालू हो जाता है, और काफ़ी धारा प्रवाहित होती है।
गेट-सोर्स वोल्टेज तय करता है कि मोसफेट चालू है या बंद। n-चैनल मोसफेट के लिए, आप गेट पर धनात्मक वोल्टेज का उपयोग करते हैं। p-चैनल मोसफेट के लिए, आप ऋणात्मक वोल्टेज का उपयोग करते हैं। आप मोसफेट को जल्दी से स्विच कर सकते हैं क्योंकि गेट चैनल को स्पर्श नहीं करता है।
नोट: जब आप मॉसफेट स्विच करते हैं, तो ड्रेन और सोर्स के बीच का प्रतिरोध बदल जाता है। जब मॉसफेट चालू होता है, तो प्रतिरोध बहुत कम होता है। जब यह बंद होता है, तो प्रतिरोध बहुत ज़्यादा होता है। यही कारण है कि मॉसफेट पावर स्विचिंग और नियंत्रण के लिए उपयुक्त होते हैं।
आप कई सर्किटों में मोसफेट का उपयोग करें क्योंकि इन्हें नियंत्रित करना आसान है और ये तेज़ी से स्विच करते हैं। इनका डिज़ाइन और इनके काम करने का तरीका आपको अपने प्रोजेक्ट के लिए सबसे अच्छा मोसफेट चुनने में मदद करता है।
बिजली के लक्षण
सीमा वोल्टेज
इसके बारे में जानना महत्वपूर्ण है सीमा वोल्टेजथ्रेशोल्ड वोल्टेज वह गेट वोल्टेज है जो मोसफेट को चालू करता है। यदि वोल्टेज बहुत कम है, तो मोसफेट बंद रहता है। आप मोसफेट कब काम करना शुरू करेगा, यह तय करने के लिए थ्रेशोल्ड वोल्टेज का उपयोग करते हैं। अधिकांश एन्हांसमेंट-मोड मोसफेट को गेट पर धनात्मक वोल्टेज की आवश्यकता होती है। डिप्लेशन-मोड मोसफेट शून्य या ऋणात्मक वोल्टेज के साथ काम कर सकते हैं। मोसफेट का उपयोग करने से पहले डेटाशीट में थ्रेशोल्ड वोल्टेज की हमेशा जाँच करें।
पर प्रतिरोध
एक मॉसफ़ेट कितनी अच्छी तरह काम करता है, इसके लिए ऑन-रेज़िस्टेंस मायने रखता है। जब आप मॉसफ़ेट चालू करते हैं, तो करंट ड्रेन से सोर्स की ओर जाता है। इस पथ में प्रतिरोध को ऑन-रेज़िस्टेंस कहते हैं। कम ऑन-रेज़िस्टेंस का मतलब है कम पावर लॉस और बेहतर परिणाम। आपको उच्च-शक्ति वाले कार्यों के लिए कम ऑन-रेज़िस्टेंस चाहिए।
कम ऑन-प्रतिरोध ऊर्जा बचाने में मदद करता है और मॉसफेट को ठंडा रखता है।
यहां एक तालिका दी गई है जो बताती है कि ऑन-प्रतिरोध क्यों महत्वपूर्ण है:
मुख्य बिंदु | विवरण |
|---|---|
पर प्रतिरोध | कम ऑन-प्रतिरोध मॉसफेट में बिजली की हानि को कम करने में मदद करता है। |
दक्षता | कम हानि का अर्थ है समग्र रूप से बेहतर दक्षता। |
उच्च-शक्ति मॉसफेट उपयोग के लिए ऑन-प्रतिरोध (Rds(on)) महत्वपूर्ण है।
कम ऑन-प्रतिरोध का अर्थ है कम बिजली की हानि।
बेहतर दक्षता कम प्रतिरोध से आता है.
नई तकनीक डिवाइस की विशेषताओं को बेहतर बनाती है।
कम ऑन-स्टेट प्रतिरोध दक्षता में मदद करता है।
स्विचिंग विभिन्न लोड के साथ बेहतर काम करती है।
स्विचिंग स्पीड
स्विचिंग स्पीड यह दर्शाती है कि एक मॉसफ़ेट कितनी तेज़ी से चालू और बंद होता है। तेज़ी से बदलने वाले सर्किट के लिए आपको तेज़ स्विचिंग स्पीड की ज़रूरत होती है। तेज़ स्विचिंग स्पीड पावर सप्लाई, कन्वर्टर्स और मोटर कंट्रोल में मदद करती है।
युक्ति प्ररूप | चालू होने का समय (ns) | बंद करने का समय (ns) | व्यावहारिक स्विचिंग आवृत्ति रेंज |
|---|---|---|---|
MOSFET | ~ 44 | ~ 48 | सैकड़ों kHz |
आईजीबीटी | ~ 34 | ~ 250 | दसियों kHz |
मोसफेट, आईजीबीटी की तुलना में तेज़ी से स्विच करते हैं। उच्च-आवृत्ति स्विचिंग के लिए मोसफेट का उपयोग किया जाता है। तेज़ स्विचिंग गति का अर्थ है कम गर्मी और बेहतर दक्षता।
टिप: उच्च स्विचिंग गति आपको ऐसे सर्किट बनाने में मदद करती है जो तेजी से काम करते हैं और तुरंत प्रतिक्रिया देते हैं।
सत्ता संभालने
पावर हैंडलिंग आपको बताती है कि एक मॉसफेट कितना वोल्टेज और करंट ले सकता है। आपको अपनी पावर ज़रूरतों के हिसाब से एक मॉसफेट चुनना होगा। कई n-चैनल और p-चैनल मॉसफेट 1700 V तक की वोल्टेज संभाल सकते हैं। MDmesh और STMESH जैसी नई तकनीकें मॉसफेट को मुश्किल कामों में काम करने में मदद करती हैं। आप इन मॉसफेट का इस्तेमाल कारों, कारखानों और ऊर्जा प्रणालियों में करते हैं। उच्च पावर हैंडलिंग आपको मॉसफेट का इस्तेमाल वहाँ करने देती है जहाँ आपको मज़बूत और विश्वसनीय उपकरणों की ज़रूरत होती है।
एन-चैनल और पी-चैनल मॉसफेट के लिए ब्रेकडाउन वोल्टेज 1700 V तक पहुंच सकता है।
उन्नत प्रौद्योगिकी मॉसफेट को अधिक शक्ति संभालने में मदद करती है।
ये मॉसफेट कारखानों और कारों में उच्च दक्षता वाले कार्यों के लिए बनाए जाते हैं।
तुलना तालिका
मुख्य मतभेद
यह जानना ज़रूरी है कि प्रत्येक प्रकार के मोसफ़ेट को क्या खास बनाता है। सबसे बड़ा अंतर यह है कि वे कैसे काम करते हैं और आप उनका उपयोग कहाँ करते हैं। एन्हांसमेंट-मोड मोसफ़ेट तब तक चालू नहीं होते जब तक आप गेट में वोल्टेज नहीं डालते। डिप्लेशन-मोड मोसफ़ेट पहले से ही चालू होते हैं, इसलिए उन्हें बंद करने के लिए आपको एक ऋणात्मक गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है। एन-चैनल मोसफ़ेट इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रॉन तेज़ी से चलते हैं और उच्च शक्ति और उच्च आवृत्ति स्विचिंग में मदद करते हैं। पी-चैनल मोसफ़ेट छिद्रों का उपयोग करते हैं। छिद्र धीमी गति से चलते हैं और उच्च शक्ति प्रणालियों में उच्च-पक्ष स्विचिंग के लिए सर्वोत्तम होते हैं।
यहां एक तालिका दी गई है जो आपको मुख्य mosfet प्रकारों की तुलना देखने में मदद करती है:
विशेषता | एन्हांसमेंट-मोड MOSFETs | डिप्लेशन-मोड MOSFETs | एन-चैनल MOSFETs | पी-चैनल MOSFETs |
|---|---|---|---|---|
डिफ़ॉल्ट स्थिति | सामान्यतः बंद | सामान्य रूप से चालू | बंद (शून्य VGS पर) | बंद (शून्य VGS पर) |
सीमा वोल्टेज | 2–4 V (पावर), 0.7–1.5 V (लॉजिक) | -1 वी से -5 वी | सकारात्मक | नकारात्मक |
पर प्रतिरोध | < 2 mΩ (आधुनिक) | ~1 | निम्न | उच्चतर |
लीकेज करंट | pA से µA | VGS = 0 पर भारी चालन होता है | बहुत कम | निम्न |
वाहक प्रकार | एन / ए | एन / ए | इलेक्ट्रॉनों | छेद |
आवेदन | विफलता-सुरक्षित, उच्च-शक्ति स्विचिंग | एनालॉग, वोल्टेज नियंत्रण | उच्च-शक्ति, तेज़ स्विचिंग | उच्च पक्ष, संरक्षण |
सुझाव: उच्च-शक्ति वाले कार्यों के लिए N-चैनल मॉसफ़ेट्स बेहतर काम करते हैं। इलेक्ट्रॉन छिद्रों की तुलना में तेज़ गति से चलते हैं, इसलिए आपको अधिक दक्षता मिलती है।
फायदा और नुकसान
जब आप मजबूत पावर सर्किट के लिए एक मोसफेट चुनते हैं, तो आपको देखना चाहिए अच्छे और बुरे पक्षएन्हांसमेंट-मोड मॉसफ़ेट विश्वसनीय होते हैं और उनकी लागत कम होती है। ये कम बिजली भी खोते हैं। डिप्लेशन-मोड मॉसफ़ेट एनालॉग सर्किट के लिए अच्छे होते हैं, लेकिन इनके लिए ज़्यादा मज़बूत डिज़ाइन की ज़रूरत होती है। N-चैनल मॉसफ़ेट तेज़ी से स्विच करते हैं और उच्च शक्ति को अच्छी तरह संभालते हैं। P-चैनल मॉसफ़ेट हाई-साइड स्विचिंग के लिए अच्छे होते हैं, लेकिन इनमें ज़्यादा प्रतिरोध होता है।
यहां एक तालिका दी गई है जो प्रत्येक mosfet प्रकार के अच्छे और बुरे बिंदुओं को दर्शाती है:
प्रकार | फ़ायदे | नुकसान |
|---|---|---|
एन्हांसमेंट-मोड MOSFETs | विश्वसनीय, कम लागत, कम बिजली हानि, सरल डिजाइन | एनालॉग के लिए कम लचीला, गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है |
डिप्लेशन-मोड MOSFETs | शून्य गेट वोल्टेज पर काम करता है, एनालॉग के लिए अच्छा है | उच्च लागत, अधिक बिजली हानि, जटिल सर्किट |
एन-चैनल MOSFETs | तेज़ स्विचिंग, कम प्रतिरोध, उच्च-शक्ति उपयोग | सकारात्मक गेट वोल्टेज, कम जीवनकाल की आवश्यकता |
पी-चैनल MOSFETs | आसान हाई-साइड स्विचिंग, सर्किट की सुरक्षा करता है | उच्च प्रतिरोध, धीमा, कम कुशल |
एन्हांसमेंट-मोड मॉसफेट सरल और सस्ते होते हैं।
डिप्लेशन-मोड मॉसफेट धारा को स्थिर रखने में मदद करते हैं, लेकिन इनकी लागत अधिक होती है।
एन-चैनल मॉसफेट उच्च-शक्ति सर्किट के लिए तेज़ और मजबूत होते हैं।
पी-चैनल मॉसफेट उच्च-साइड स्विचिंग को आसान बनाते हैं, लेकिन अधिक शक्ति खो देते हैं।
नोट: अपनी बिजली की ज़रूरतों के हिसाब से मोसफ़ेट चुनें। एन-चैनल मोसफ़ेट उच्च शक्ति और तेज़ स्विचिंग के लिए सबसे अच्छे हैं। पी-चैनल मोसफ़ेट सुरक्षा और उच्च-स्तरीय नियंत्रण में मदद करते हैं।
पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में MOSFET अनुप्रयोग
उच्च-वर्तमान उपयोग
MOSFETs का उपयोग उन पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है जिनमें बहुत अधिक धारा की आवश्यकता होती है। ये उच्च धाराओं को संभाल सकते हैं और ज़्यादा ऊर्जा बर्बाद नहीं करते। N-चैनल MOSFETs इन कार्यों के लिए सबसे उपयुक्त हैं। इनका चैनल इलेक्ट्रॉनों को तेज़ी से गति करने देता है, इसलिए ये अच्छी तरह काम करते हैं और ऊर्जा बचाते हैं। ये MOSFETs आपको इलेक्ट्रिक कारों, बड़ी मोटरों और बैटरी सिस्टम में मिलते हैं। N-चैनल MOSFETs का ऑन-रेज़िस्टेंस कम होता है, इसलिए ये गर्म नहीं होते या बिजली बर्बाद नहीं करते। यही कारण है कि ये मज़बूत इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइनों के लिए बेहतरीन हैं। अगर आप चाहते हैं कि आपका सर्किट तेज़ और कुशल हो, तो n-चैनल MOSFETs का उपयोग करें। इनका चैनल उन्हें तेज़ी से स्विच करने और ठंडा रहने में मदद करता है। आप हार्ड पावर कार्यों के लिए इन MOSFETs पर भरोसा कर सकते हैं।
लोड स्विचिंग
MOSFET कारों और कारखानों में अच्छे स्विच होते हैं। आप इनका इस्तेमाल लाइट और मोटर जैसी चीज़ों को चालू या बंद करने के लिए करते हैं। n-चैनल और p-चैनल दोनों MOSFET ऐसा कर सकते हैं, लेकिन n-चैनल वाले ज़्यादा कुशल होते हैं। P-चैनल MOSFET तब मददगार होते हैं जब आपको धनात्मक पक्ष को नियंत्रित करना होता है। यहाँ कारों में इस्तेमाल होने वाले कुछ MOSFET मॉडलों की एक तालिका दी गई है:
MOSFET मॉडल | AEC-Q101 योग्य | अनुप्रयोगों |
|---|---|---|
एसएसएम6एन7002केएफयू | हाँ | ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, ईवी पावर प्रबंधन, एडीएएस |
डीएमपी210डीयूएफबी4-7 | हाँ | वाहन में मनोरंजन, ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था, नई ऊर्जा वाहनों में ऊर्जा प्रबंधन |
IRF9540 | नहीं | विभिन्न अनुप्रयोगों में पावर प्रबंधन प्रणालियाँ |
आप MOSFET का चुनाव उसके चैनल, गति और उसकी कार्यक्षमता को देखकर करते हैं। N-चैनल MOSFET उच्च धारा और तेज़ स्विचिंग के लिए उपयुक्त होते हैं। P-चैनल MOSFET उच्च-तरंग स्विचिंग को आसान बनाते हैं।
सुझाव: हमेशा जांच लें कि आपका MOSFET कार में इस्तेमाल के लिए AEC-Q101 प्रमाणित है या नहीं। इससे आपके सर्किट सुरक्षित और विश्वसनीय बने रहते हैं।
एसी/डीसी और डीसी/डीसी कन्वर्टर्स
MOSFET लगभग हर AC/DC और DC/DC कनवर्टर में होते हैं। ये कनवर्टर अलग-अलग उपकरणों के लिए वोल्टेज बदलते हैं। MOSFET अपने कम ऑन-रेज़िस्टेंस के कारण इन सर्किटों को बेहतर ढंग से काम करने में मदद करते हैं। इसका मतलब है कि ऊष्मा के रूप में कम ऊर्जा का क्षय होता है। ये तेज़ी से स्विच भी करते हैं, इसलिए कम बिजली की बर्बादी होती है। कभी-कभी, MOSFET डायोड की जगह ले लेते हैं जिससे और भी ज़्यादा ऊर्जा बचती है। इसे सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन कहते हैं। यह उस शक्ति को पुनः प्राप्त करने में मदद करता है जो ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती। अगर आप चाहते हैं कि आपके पावर इलेक्ट्रॉनिक्स अच्छी तरह से काम करें, तो MOSFET का इस्तेमाल करें। इनका चैनल और तेज़ स्विचिंग इन्हें कंप्यूटर, सोलर पैनल और बैटरी चार्जर के लिए बेहतरीन बनाता है।
नोट: सही MOSFET आपके कनवर्टर को अधिक कुशल बना सकता है और उसे ठंडा रख सकता है।
पूरक जोड़े
आप सर्किट में n-चैनल और p-चैनल MOSFET दोनों का एक साथ इस्तेमाल कर सकते हैं। इसे CMOS कहते हैं। यह आपको कई अच्छी सुविधाएँ देता है:
कम बिजली का उपयोग करता है
तेजी से काम करता है
शोर का प्रतिरोध करता है
जटिल लॉजिक गेट बनाता है
स्विच न करने पर ऊर्जा की बचत होती है
शोर को अच्छी तरह से संभालता है
जब आप दोनों प्रकार के MOSFET का उपयोग करते हैं, तो आपके सर्किट कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं और बेहतर कार्य करते हैं। यह माइक्रोप्रोसेसरों, मेमोरी चिप्स और सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए अच्छा है। प्रत्येक MOSFET प्रकार गति, ऊर्जा उपयोग और विश्वसनीयता के बीच संतुलन बनाने में मदद करता है।
टिप: दोनों प्रकार के MOSFETs का उपयोग करने से आपके सर्किट को बिजली बचाने और शोर से लड़ने में मदद मिलती है।
MOSFETs बनाम IGBTs
आप सोच रहे होंगे कि MOSFET और IGBT कैसे अलग हैं। दोनों वोल्टेज नियंत्रित होते हैं, लेकिन दोनों की अपनी-अपनी खूबियाँ हैं। MOSFET तेज़ी से स्विच करते हैं और कम वोल्टेज के लिए सबसे अच्छे होते हैं। IGBT ज़्यादा वोल्टेज और करंट को संभाल सकते हैं, लेकिन धीमे होते हैं। यहाँ एक तालिका दी गई है जो उनकी तुलना करती है:
Feature | MOSFET | आईजीबीटी |
|---|---|---|
स्विचिंग स्पीड | सैकड़ों kHz से MHz तक | kHz रेंज तक सीमित |
वोल्टेज हैंडलिंग | 100 वी तक | 600 वी तक |
वर्तमान हैंडलिंग | 7A तक | 45A तक |
उच्च तापमान पर प्रदर्शन | इष्टतम नहीं | 150°C पर प्रदर्शन बनाए रखता है |
विशिष्ट आवेदन पत्र | कम वोल्टेज, उच्च गति सर्किट | उच्च वोल्टेज, उच्च धारा अनुप्रयोग |
यदि आपको कम वोल्टेज पर तेज़ स्विचिंग और उच्च दक्षता की आवश्यकता है, तो MOSFET का उपयोग करें। उच्च वोल्टेज और उच्च धारा के लिए IGBT बेहतर हैं, लेकिन तेज़ स्विचिंग के लिए नहीं। उच्च-प्रदर्शन डिज़ाइनों के लिए, MOSFET को उनकी तेज़ स्विचिंग और दक्षता के लिए चुना जाता है।
नोट: तेज़ स्विचिंग के लिए, MOSFET बेहतर काम करते हैं और ज़्यादा ऊर्जा बचाते हैं। उच्च वोल्टेज के लिए, IGBT बेहतर विकल्प हो सकते हैं।
आप देख सकते हैं कि पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रत्येक प्रकार का mosfet अलग तरह से काम करता है। mosfet चुनते समय, वोल्टेज रेटिंग और ऑन-रेज़िस्टेंस देखें। जाँच करें कि mosfet कितनी तेज़ी से चालू और बंद हो सकता है। सुनिश्चित करें कि mosfet की विद्युत विशेषताएँ आपके प्रोजेक्ट के अनुकूल हों। गेट थ्रेशोल्ड वोल्टेज और करंट रेटिंग के लिए हमेशा डेटाशीट पढ़ें। अपने सर्किट को सुरक्षित रखने के लिए थर्मल सीमाओं पर ध्यान दें। अच्छा थर्मल प्रबंधन आपको समस्याओं से बचने में मदद करता है। अपने डिज़ाइन के लिए सही पुर्जे चुनें। नई mosfet तकनीक उपकरणों को बेहतर ढंग से काम करने और लंबे समय तक चलने में सक्षम बनाती है। ये सुधार कारों, हरित ऊर्जा और फ़ोन नेटवर्क के लिए उपयोगी हैं। यदि आप अधिक जानना चाहते हैं, तो mosfet स्विच और पावर कन्वर्टर्स के बारे में जानकारी प्राप्त करें। भविष्य में, mosfet का प्रतिरोध कम होगा और वे अधिक शक्ति संभालेंगे।
सामान्य प्रश्न
धातु ऑक्साइड अर्धचालक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर क्या है?
मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर एक प्रकार का ट्रांजिस्टर है जिसका उपयोग आप धारा के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए करते हैं। आप इसे गेट पर वोल्टेज बदलकर नियंत्रित करते हैं। यह उपकरण आपको कई पावर सर्किट में सिग्नल को स्विच और एम्प्लीफाई करने में मदद करता है।
गेट MOSFET को कैसे नियंत्रित करता है?
आप गेट पर वोल्टेज लगाकर मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करते हैं। जब आप गेट पर वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो एक विद्युत क्षेत्र बनता है। यह क्षेत्र स्रोत और ड्रेन के बीच धारा प्रवाहित करता है। गेट बिजली के स्विच की तरह काम करता है।
आप उच्च शक्ति के लिए N-चैनल MOSFETs का उपयोग क्यों करते हैं?
उच्च शक्ति के लिए आप N-चैनल MOSFETs का उपयोग करते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन चैनल से तेज़ी से गुजरते हैं। इसका मतलब है कि आपको कम प्रतिरोध और कम ऊष्मा मिलती है। गेट प्रवाह को नियंत्रित करता है, जिससे आप बिजली को तेज़ी से चालू और बंद कर सकते हैं।
क्या आप MOSFET का उपयोग स्विचिंग और पावर प्रवर्धन दोनों के लिए कर सकते हैं?
हाँ, आप मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर का इस्तेमाल स्विचिंग और पावर एम्प्लीफिकेशन, दोनों के लिए कर सकते हैं। गेट आपको करंट के प्रवाह को नियंत्रित करने की सुविधा देता है। आप इसका इस्तेमाल पावर सप्लाई, एम्पलीफायर और कई अन्य सर्किट में करते हैं।
यदि आप गेट पर बहुत अधिक वोल्टेज लगाते हैं तो क्या होता है?
यदि आप गेट पर बहुत अधिक वोल्टेज लगाते हैं, तो आप मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर को नुकसान पहुँचा सकते हैं। गेट के नीचे की पतली परत टूट सकती है। सुरक्षित गेट वोल्टेज के लिए हमेशा डेटाशीट की जाँच करें। इससे आपका पावर सर्किट सुरक्षित रहता है।
