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पावर MOSFET

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MOSFET प्रौद्योगिकी कई बिजली अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए आदर्श है, जहां प्रतिरोध पर कम स्विच उच्च स्तर की दक्षता प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।

अलग-अलग निर्माताओं से अलग-अलग MOSFET की कई किस्में उपलब्ध हैं, जिनमें से प्रत्येक अपनी विशेषताओं और क्षमताओं के साथ है।

कई शक्ति MOSFETs एक ऊर्ध्वाधर संरचना टोपोलॉजी को शामिल करते हैं। यह अपेक्षाकृत छोटे डाई क्षेत्र में उच्च दक्षता के साथ उच्च वर्तमान स्विचिंग को सक्षम बनाता है। यह डिवाइस को उच्च वर्तमान और वोल्टेज स्विचिंग का समर्थन करने में भी सक्षम बनाता है।

पावर MOSFET प्रकार

बिजली MOSFETs के समग्र क्षेत्र के भीतर, कई विशिष्ट प्रौद्योगिकियां हैं जो विभिन्न निर्माताओं द्वारा विकसित और संबोधित की गई हैं। वे कई अलग-अलग तकनीकों का उपयोग करते हैं जो बिजली MOSFETs को वर्तमान ले जाने और बिजली के स्तर को अधिक कुशलता से संभालने में सक्षम बनाते हैं। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है कि वे अक्सर ऊर्ध्वाधर संरचना का एक रूप शामिल करते हैं

विभिन्न प्रकार की शक्ति MOSFET में अलग-अलग विशेषताएं हैं और इसलिए विशेष रूप से दिए गए अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकते हैं।

  • प्लांटर पावर मोसेट: यह शक्ति MOSFET का मूल रूप है। यह उच्च वोल्टेज रेटिंग के लिए अच्छा है क्योंकि ओपी-लेयर प्रतिरोध पर ओएन प्रतिरोध का प्रभुत्व है। इस संरचना का उपयोग आम तौर पर तब किया जाता है जब उच्च सेल घनत्व की आवश्यकता नहीं होती है।
  • VMOS: VMOS पावर MOSFET कई वर्षों से उपलब्ध है। मूल अवधारणा वर्तमान के अधिक ऊर्ध्वाधर प्रवाह को सक्षम करने के लिए वी ग्रूव संरचना का उपयोग करती है, जिससे प्रतिरोध स्तर कम होता है और बेहतर स्विचिंग विशेषताएँ होती हैं। हालांकि बिजली स्विचिंग के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन उनका उपयोग उच्च आवृत्ति वाले छोटे आरएफ पावर एम्पलीफायरों के लिए भी किया जा सकता है।
  • UMOS: MOSFET की शक्ति का UMOS संस्करण VMOS FET के समान एक ग्रोव का उपयोग करता है। हालांकि ग्रोव में एक चापलूसी तल होता है और कुछ अलग फायदे प्रदान करता है।
  • HEXFET: बिजली का यह रूप MOSFET वर्तमान क्षमता प्रदान करने के लिए एक हेक्सागोनल संरचना का उपयोग करता है।
  • TrenchMOS: फिर से TrenchMOS पावर MOSFET बेहतर हैंडलिंग क्षमता और विशेषताओं को प्रदान करने के लिए मूल सिलिकॉन में एक समान मूल ग्रोव या ट्रेंच का उपयोग करता है। विशेष रूप से, ट्रेंच पावर MOSFETs मुख्य रूप से उनके चैनल घनत्व के कारण 200 वोल्ट से ऊपर के वोल्टेज के लिए उपयोग किया जाता है और इसलिए उनके प्रतिरोध के कम है।

पावर MOSFET ब्रेकडाउन वोल्टेज

ब्रेकडाउन वोल्टेज पावर एमओएसएफईटी सहित किसी भी पावर डिवाइस के लिए एक प्रमुख पैरामीटर है। चूंकि ये उपकरण कम बिजली के इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में सामना करने वाले लोगों से अधिक वोल्टेज का संचालन कर सकते हैं, इसलिए वोल्टेज का टूटना वोल्टेज किसी भी शक्ति MOSFET डिवाइस का एक महत्वपूर्ण पहलू है।

अधिकांश शक्ति में MOSFETs N + स्रोत समाप्ति और P बॉडी जंक्शन स्रोत मेटालिज़ेशन का उपयोग करके छोटा किया जाता है। यह संरचना के भीतर परजीवी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर सहज मोड़ की संभावना से बचा जाता है।

ऑपरेशन में, जब कोई पूर्वाग्रह गेट पर लागू नहीं होता है, तो डिवाइस रिवर्स बायस्ड पी टाइप बॉडी और एन + एपिटैक्सियल लेयर जंक्शन (पी-सिलिकॉन और एन के रूप में दिखाया जाता है) के माध्यम से एक उच्च नाली वोल्टेज प्रदान करने में सक्षम है। )। जब उच्च वोल्टेज मौजूद होते हैं, तो अधिकांश लागू वोल्टेज हल्के से ढके एन-परत के पार दिखाई देता है। यदि एक उच्च परिचालन वोल्टेज की आवश्यकता होती है, तो एन-लेयर को अधिक हल्के ढंग से डोप किया जा सकता है और मोटा बनाया जा सकता है, लेकिन इस पर ओएन प्रतिरोध को बढ़ाने का प्रभाव भी होता है।

कम वोल्टेज उपकरणों के लिए, पी सिलिकॉन क्षेत्रों और एन- के लिए डोपिंग का स्तर तुलनीय हो जाता है और इन दो परतों में वोल्टेज साझा किया जाता है। हालाँकि यदि P सिलिकॉन क्षेत्र पर्याप्त मोटा नहीं है, तो यह पाया जा सकता है कि कमी क्षेत्र N + स्रोत क्षेत्र से होकर गुजर सकता है, जिससे कम टूटने वाले वोल्टेज को जन्म दिया जा सकता है।

दूसरी ओर, यदि डिवाइस को बहुत अधिक वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो चैनल प्रतिरोध और दहलीज वोल्टेज बढ़ेगा। परिणामस्वरूप डिवाइस के सावधान अनुकूलन की आवश्यकता है। इसके अलावा जब बिजली MOSFET उपकरणों को चुनते हैं, तो एक का चयन करना आवश्यक है जो ब्रेकडाउन वोल्टेज और ओएन प्रतिरोध का सही संयोजन प्रदान करता है।

समाई

किसी भी शक्ति MOSFET के स्विचिंग व्यवहार परजीवी समाई के स्तर से बहुत प्रभावित होता है जो डिवाइस के भीतर होता है।

कैपेसिटेंस के मुख्य क्षेत्र जो स्विचिंग प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं वे स्रोत कैपेसिटेंस सी के गेट हैंजी एस; ड्रेन कैपेसिटी का गेट, सीजी.डी.; और स्रोत के लिए नाली, सीडी एस.

ये समाई गैर-रैखिक हैं और वे किसी भी समय डिवाइस की संरचना और मौजूद वोल्टेज पर निर्भर हैं। पूर्वाग्रह आश्रित ऑक्साइड कैपेसिटेंस और बायस डिपेंडेंट डिप्लेशन लेयर कैपेसिटेंस से आपका परिणाम। आमतौर पर जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, वैसे-वैसे परत की परतें बढ़ती जाती हैं और कैपेसिटी का स्तर कम होता जाता है।

पावर MOSFET थ्रेशोल्ड वोल्टेज

दहलीज वोल्टेज जिसे आमतौर पर वी के रूप में नामित किया जाता हैजी एस (वें) न्यूनतम गेट वोल्टेज है जो स्रोत और नाली के बीच एक प्रवाहकीय चैनल बना सकता है।

बिजली MOSFETs के लिए यह थ्रेशोल्ड वोल्टेज सामान्य रूप से 250OSA के एक नाली स्रोत के लिए मापा जाता है।

थ्रेसहोल्ड वोल्टेज एमओएसएफईटी में कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है जिसमें गेट ऑक्साइड की मोटाई और चैनल में डोपिंग एकाग्रता शामिल है।

पावर MOSFET अनुप्रयोगों

पावर MOSEFET तकनीक कई प्रकार के सर्किट पर लागू होती है। अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

  • रैखिक बिजली की आपूर्ति
  • स्विचिंग बिजली की आपूर्ति
  • डीसी-डीसी कन्वर्टर्स
  • कम वोल्टेज मोटर नियंत्रण

पावर MOSFET का उपयोग आम तौर पर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां वोल्टेज 200 वोल्ट से अधिक नहीं होती है। उच्च वोल्टेज इतनी आसानी से प्राप्त करने योग्य नहीं हैं। जहां पावर MOSFETs का उपयोग किया जाता है, यह उनका लो ऑन प्रतिरोध है जो विशेष रूप से आकर्षक है। यह शक्ति अपव्यय को कम करता है जो लागत को कम करता है और कम धातु कार्य और शीतलन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा कम ON प्रतिरोध का मतलब है कि दक्षता के स्तर को उच्च स्तर पर बनाए रखा जा सकता है।


वीडियो देखना: MOSFET Transistor Basics u0026 Working Principle. Electrical4U (मई 2022).