ترانزیستور اثر میدانی فلز-اکسید-نیمه هادی (MOSFET، MOS-FET یا MOS FET) نوعی ترانزیستور اثر میدانی (FET) است که معمولاً توسط اکسیداسیون کنترل شده سیلیکون ساخته می شود. دارای یک دروازه عایق است که ولتاژ آن رسانایی دستگاه را تعیین می کند. این توانایی برای تغییر رسانایی با مقدار ولتاژ اعمال شده می تواند برای تقویت یا سوئیچینگ سیگنال های الکترونیکی استفاده شود. اصطلاح ترانزیستور اثر میدانی فلز-عایق-نیمه هادی (MISFET) تقریباً مترادف با ماسفت است. مترادف دیگر ترانزیستور اثر میدانی با گیت عایق (IGFET) است.
ماسفت که مخفف عبارت Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor است، که به دلیل ساختار پیچیده و امپدانس ورودی بالا به طور گسترده در مدارهای مجتمع در مقیاس بسیار بزرگ استفاده می شود. این یک دستگاه نیمه هادی چهار پایانه است که سیگنال های آنالوگ و دیجیتال را کنترل می کند. دروازه بین منبع و تخلیه قرار دارد و توسط یک لایه نازک اکسید فلزی عایق شده است که از عبور جریان بین دروازه و کانال جلوگیری می کند. این فناوری اکنون در انواع دستگاه های نیمه هادی برای تقویت سیگنال های ضعیف استفاده می شود.
ترانزیستور ماسفت
امروزه در ساخت انواع گوشی موبایل و کامپیوتر شاهد استفاده گسترده از انواع ماسفتها هستیم. این قطعه دارای اندازهای کوچک بوده به صورتی که میتوان به راحتی آن را در مدارهای مجتمع مورد نظر قرار داد. همچنین این وسیله نیمه هادی بوده به همین دلیل نوعی ارتباط پایدار بین بخشهای مختلف مدار ایجاد میکند. استفاده از ماسفت سبب کاهش آسیبهای ناشی از جریانهای الکتریکی مدار و ایزولاسیون میشود. این قطعه از سه بخش اصلی گیت، دیرین و سورس به همراه یک بدنه اتصال تشکیل شده است که از کنار هم قرار گرفتن آنها میتوان یک وسیله کارآمد تهیه کرد. اصل اساسی ترانزیستور اثر میدانی برای اولین بار توسط جولیوس ادگار لیلینفلد در سال ۱۹۲۵ ثبت شد. ترانزیستور ها یکی از قطعات الکترونیکی بودند که بعد از ساخته شدن، جهش بزرگی در علم و تکنولوژی به وجود آوردند.
مزیت اصلی ماسفت چیست؟
مزیت اصلی ماسفت این است که در مقایسه با ترانزیستورهای دوقطبی (ترانزیستورهای اتصال دوقطبی/BJT) برای کنترل جریان بار تقریباً به جریان ورودی نیاز ندارد. در حالت بهبود ماسفت، ولتاژ اعمال شده به ترمینال گیت رسانایی دستگاه را افزایش می دهد. در ترانزیستورهای حالت تخلیه، ولتاژ اعمال شده در گیت باعث کاهش رسانایی می شود.
“فلز” در نام MOSFET گاهی اوقات یک نام اشتباه است، زیرا ماده دروازه می تواند لایه ای از پلی سیلیکون (سیلیکون پلی کریستال) باشد. به طور مشابه، “اکسید” در نام نیز می تواند یک نام اشتباه باشد، زیرا مواد دی الکتریک مختلف با هدف به دست آوردن کانال های قوی با ولتاژهای اعمال شده کمتر استفاده می شود.
ممکن است میلیاردها در یک تراشه حافظه یا ریزپردازنده گنجانده شود. از آنجایی که ماسفت ها می توانند با نیمه هادی های نوع p یا n ساخته شوند، می توان از جفت ترانزیستورهای مکمل MOS برای ساخت مدارهای سوئیچینگ با مصرف توان بسیار کم، در قالب منطق CMOS استفاده کرد.برای سوئیچینگ یا تقویت سیگنال استفاده می شود. از قابلیت تغییر رسانایی با مقدار ولتاژ اعمالی می توان برای تقویت یا سوئیچینگ سیگنال های الکترونیکی استفاده کرد.
دی اکسید سیلیکون دروازه ماسفت را تشکیل می دهد. برای ایجاد ایزوله با جلوگیری از جریان مستقیم بارها روی دروازه به کانال رسانا استفاده می شود.
انواع ماسفت
ماسفت در دو حالت کار می کند:
- حالت تخلیه: ترانزیستور برای خاموش کردن دستگاه به ولتاژ Gate-Source (VGS) نیاز دارد. ماسفت در حالت تخلیه معادل یک سوئیچ “به طور معمول بسته” است.
- حالت بهبود: ترانزیستور برای روشن کردن دستگاه به یک ولتاژ Gate-Source (VGS) نیاز دارد. حالت بهبود ماسفت معادل یک سوئیچ “به طور معمول باز” است.
کار ماسفت چیست؟
کاربرد ماسفت در پروژه های مختلف الکتریکی و الکترونیکی که با استفاده از قطعات مختلف الکتریکی و الکترونیکی طراحی می شوند، بسیار گسترده است که در ادامه برخی از این کاربردها را معرفی می کنیم:
- سوئیچینگ و تقویت سیگنال های الکترونیکی در دستگاه های الکترونیکی
- به عنوان یک اینورتر
- استفاده در مدار دیجیتال
- تقویت کننده فرکانس بالا
- یک عنصر پسیو (غیرفعال) مانند مقاومت، خازن و سلف
- استفاده در درایو موتور DC براشلس
- استفاده در رله الکترونیکی DC
- استفاده در منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS)
- با توجه به راندمان بالا و مصرف انرژی کم، استفاده برای سرعت سوئیچینگ برتر در آی سی های دیجیتال مانند میکروکنترلر و میکروپروسسور
- برنامه های کاربردی
- تقویت کننده ها
- مقررات برای موتورهای DC
- ساخت و ساز تقویت کننده های چاپر
- سوئیچینگ و تقویت سیگنال ها
کاربرد ترانزیستور ماسفت
همانطور که بالا اشاره شد یکی از این کاربرد ها استفاده از ترانزیستورها در مدار های الکتریکی به عنوان سوئیچ کننده و تقویت کننده است که برخی از موارد آن به شرح زیر می باشد:
- اینورترها
- کنترل کننده های موتور نوع dc
- دستگاه های ups
- امپلی فایر ها
- در منابع تغذیه سوئیچینگها به عنوان کنترل کننده موتورهای نوع DC
- به جهت ساخت تجهیزاتی با صداهای کم
- به دلیل دسترسی آسان و کاربردهای فراوان استفاده در مدارهای آنالوگ و دیجیتال
- استفاده گسترده در دستگاههای الکترونیکی برای تقویت سیگنالهای الکترونیکی
طرز کار ماسفت:
همانطور که در شکل مشخص است پایه gate وظیفه کنترل را به عهده دارد، پایه source ورودی و پایه drain خروجی می باشد. این نکته حائز اهمیت است که بدانیم زیر gate با لایه ای از جنس اکسید سیلسیوم پوشانده شده است، این موضوع باعث میشود که gate با بقیه ی قسمت های ترانزیستور ارتباط نداشته باشد.
تست ماسفت:
ابزار مورد نیاز اولیه در این تست فقط مولتی متر است. در تست ماسفت نوع N-channel بودن و یا P-channel بودن بسیار مهم بوده و همچنین باید ترتیب پایه ها را بدانیم. بنابراین با فرض دانستن نوع ماسفت شروع می کنیم.
تست P-Channel ها
ابتدا باید مطمئن شویم ترانزیستور خاموش است پس باید اول پراب سیاه رنگ را روی source و پراب قرمز را روی پایه drain می گذاریم. مولتی متر عددی را نشان میدهد وقتی جای پراب ها را جا به جا میکنیم مولتی متر نباید هیچ عددی را نشان دهد.
در مرحله بعد ترانزیستور روشن را تست می کنیم به این صورت که این بار پراب قرمز تغذیه رنگ را روی source قرار داده و پراب مشکی تغذیه را روی gate قرار می دهیم. در این حالت ترانزیستور روشن میشود حالا باید پراب های مولتی متر را روی drain و source بگذاریم، مولتی متردوباره عددی را نشان خواهد داد. اگر در تمام مواردی که گفته شد مولتی متر عدد نشان داد یعنی ترانزیستور ماسفت P-channel شما سالم است.
معرفی محصول
ترانزیستور FMH 23N50 از نوع MOSFET و از سری N-Channel می باشد. ولتاژ ناحیه درین سورس آن ۵۰۰ ولت و جریان کلکتور آن برابر ۲۳ آمپر می باشد. ترانزیستور FMH 23N50 یکی از قطعات الکترونیکی است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم و ژرمانیم ساخته میشود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهای نیمه هادی نوع N و نوع P است که از اتصال سه نیمه هادی فوق ترانزیستور ساخته می شود. در حالتی دیگر ترانزیستور از اتصال ۲ عدد دیود به یکدیگر تشکیل می شود. انواع ترانزیستورها به صورت زیر می باشند:
۱-ترانزیستور دو قطبی پیوندی (BJT)
۲-ترانزیستور اثر میدانی (FET)
فروشگاه اینترنتی ولد پارت با ارائه انواع ماسفت های با کیفیت، خدمات ارزنده ای به شما مشتریان عزیر هدیه می دهد.
