MOSFET యొక్క ప్రాథమిక అవగాహన

MOSFET, మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌కు సంక్షిప్తమైనది, ఇది మూడు-టెర్మినల్ సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడానికి విద్యుత్ క్షేత్ర ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. MOSFET యొక్క ప్రాథమిక అవలోకనం క్రింద ఉంది:

 

1. నిర్వచనం మరియు వర్గీకరణ

 

- నిర్వచనం: MOSFET అనేది సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇది గేట్ వోల్టేజీని మార్చడం ద్వారా కాలువ మరియు మూలం మధ్య వాహక ఛానెల్‌ని నియంత్రిస్తుంది. గేట్ మూలం నుండి ఇన్సులేట్ చేయబడింది మరియు ఇన్సులేటింగ్ మెటీరియల్ (సాధారణంగా సిలికాన్ డయాక్సైడ్) పొర ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, అందుకే దీనిని ఇన్సులేటెడ్ గేట్ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ అని కూడా పిలుస్తారు.

- వర్గీకరణ: MOSFETలు వాహక ఛానల్ రకం మరియు గేట్ వోల్టేజ్ ప్రభావం ఆధారంగా వర్గీకరించబడ్డాయి:

- N-ఛానల్ మరియు P-ఛానల్ MOSFETలు: వాహక ఛానల్ రకాన్ని బట్టి.

- ఎన్‌హాన్స్‌మెంట్-మోడ్ మరియు డిప్లిషన్-మోడ్ MOSFETలు: వాహక ఛానెల్‌పై గేట్ వోల్టేజ్ ప్రభావం ఆధారంగా. కాబట్టి, MOSFETలు నాలుగు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి: N-ఛానల్ మెరుగుదల-మోడ్, N-ఛానల్ క్షీణత-మోడ్, P-ఛానల్ మెరుగుదల-మోడ్ మరియు P-ఛానల్ క్షీణత-మోడ్.

 

2. నిర్మాణం మరియు పని సూత్రం

 

- నిర్మాణం: MOSFET మూడు ప్రాథమిక భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: గేట్ (G), కాలువ (D) మరియు మూలం (S). తేలికగా డోప్ చేయబడిన సెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లో, సెమీకండక్టర్ ప్రాసెసింగ్ టెక్నిక్‌ల ద్వారా అధిక డోప్డ్ సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్ ప్రాంతాలు సృష్టించబడతాయి. ఈ ప్రాంతాలు ఒక ఇన్సులేటింగ్ పొర ద్వారా వేరు చేయబడతాయి, ఇది గేట్ ఎలక్ట్రోడ్ ద్వారా అగ్రస్థానంలో ఉంటుంది.

 

- వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్: N-ఛానల్ ఎన్‌హాన్స్‌మెంట్-మోడ్ MOSFETని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, గేట్ వోల్టేజ్ సున్నా అయినప్పుడు, డ్రెయిన్ మరియు సోర్స్ మధ్య వాహక ఛానల్ ఉండదు, కాబట్టి కరెంట్ ప్రవహించదు. గేట్ వోల్టేజ్ నిర్దిష్ట థ్రెషోల్డ్‌కు పెరిగినప్పుడు ("టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్" లేదా "థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్"గా సూచిస్తారు), గేట్ కింద ఉన్న ఇన్సులేటింగ్ లేయర్ సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆకర్షిస్తూ విలోమ పొరను (N-రకం సన్నని పొర) ఏర్పరుస్తుంది. , వాహక ఛానెల్‌ని సృష్టించడం. ఇది కాలువ మరియు మూలం మధ్య కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. ఈ వాహక ఛానల్ యొక్క వెడల్పు మరియు అందువల్ల కాలువ కరెంట్, గేట్ వోల్టేజ్ యొక్క పరిమాణంతో నిర్ణయించబడుతుంది.

 

3. ముఖ్య లక్షణాలు

 

- అధిక ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్: గేట్ సోర్స్ నుండి ఇన్సులేట్ చేయబడి, ఇన్సులేటింగ్ లేయర్ ద్వారా డ్రెయిన్ చేయబడినందున, MOSFET యొక్క ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది హై-ఇంపెడెన్స్ సర్క్యూట్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

- తక్కువ శబ్దం: MOSFETలు ఆపరేషన్ సమయంలో సాపేక్షంగా తక్కువ శబ్దాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇవి కఠినమైన శబ్ద అవసరాలతో సర్క్యూట్‌లకు అనువైనవిగా చేస్తాయి.

- మంచి థర్మల్ స్టెబిలిటీ: MOSFETలు అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అనేక రకాల ఉష్ణోగ్రతలలో ప్రభావవంతంగా పనిచేస్తాయి.

- తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం: MOSFETలు ఆన్ మరియు ఆఫ్ స్టేట్‌లలో చాలా తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తాయి, ఇవి తక్కువ-పవర్ సర్క్యూట్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటాయి.

- అధిక స్విచింగ్ స్పీడ్: వోల్టేజ్-నియంత్రిత పరికరాలు కావడంతో, MOSFETలు వేగవంతమైన స్విచింగ్ వేగాన్ని అందిస్తాయి, వాటిని అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్‌లకు అనువైనవిగా చేస్తాయి.

 

4. అప్లికేషన్ ప్రాంతాలు

 

MOSFETలు వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లలో, ప్రత్యేకించి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్, కమ్యూనికేషన్ పరికరాలు మరియు కంప్యూటర్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అవి యాంప్లిఫికేషన్ సర్క్యూట్‌లు, స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్‌లు, వోల్టేజ్ రెగ్యులేషన్ సర్క్యూట్‌లు మరియు మరిన్నింటిలో ప్రాథమిక భాగాలుగా పనిచేస్తాయి, సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్, స్విచింగ్ కంట్రోల్ మరియు వోల్టేజ్ స్టెబిలైజేషన్ వంటి ఫంక్షన్‌లను ప్రారంభిస్తాయి.

 

సారాంశంలో, MOSFET అనేది ప్రత్యేకమైన నిర్మాణం మరియు అద్భుతమైన పనితీరు లక్షణాలతో కూడిన ముఖ్యమైన సెమీకండక్టర్ పరికరం. అనేక రంగాలలో ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లలో ఇది కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.