ક્ષેત્ર (એકધ્રુવીય(શટર) વિદ્યુત્સ્થીતિમાન. સ્ત્રોત-ડ્રેન સર્કિટ દ્વારા નિયમન કરેલ પ્રવાહ વહે છે.
આવા ટ્રાયોડનો વિચાર લગભગ 100 વર્ષ પહેલાં ઉદ્ભવ્યો હતો, પરંતુ તે માત્ર છેલ્લી સદીના મધ્યમાં જ વ્યવહારુ અમલીકરણનો સંપર્ક કરવાનું શક્ય બન્યું હતું. છેલ્લી સદીના 50 ના દાયકામાં, ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ખ્યાલ વિકસાવવામાં આવ્યો હતો, અને 1960 માં પ્રથમ કાર્યકારી નમૂનાનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રકારના ટ્રાયોડ્સના ફાયદા અને ગેરફાયદાને સમજવા માટે, તમારે તેમની ડિઝાઇનને સમજવાની જરૂર છે.
સામગ્રી
FET ઉપકરણ
યુનિપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરને ઉપકરણ અને ઉત્પાદન તકનીક અનુસાર બે મોટા વર્ગોમાં વહેંચવામાં આવે છે. નિયંત્રણ સિદ્ધાંતોની સમાનતા હોવા છતાં, તેમની પાસે ડિઝાઇન સુવિધાઓ છે જે તેમની લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે.
p-n જંકશન સાથે યુનિપોલર ટ્રાયોડ્સ
આવા ફિલ્ડ વર્કરનું ઉપકરણ પરંપરાગત ઉપકરણ જેવું જ છે સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડ અને, દ્વિધ્રુવી સંબંધીથી વિપરીત, માત્ર એક સંક્રમણ ધરાવે છે. p-n જંકશન ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં એક પ્રકારના કંડક્ટરની પ્લેટ (ઉદાહરણ તરીકે, n), અને બીજા પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટરનો એમ્બેડેડ પ્રદેશ (આ કિસ્સામાં, p) નો સમાવેશ થાય છે.
N-સ્તર એક ચેનલ બનાવે છે જેના દ્વારા સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન ટર્મિનલ વચ્ચે પ્રવાહ વહે છે. ગેટ પિન પી-રિજન સાથે જોડાયેલ છે. જો ગેટ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે જે સંક્રમણને વિરુદ્ધ દિશામાં પૂર્વગ્રહ કરે છે, તો પછી સંક્રમણ ઝોન વિસ્તરે છે, ચેનલ ક્રોસ સેક્શન, તેનાથી વિપરીત, સાંકડી થાય છે અને તેનો પ્રતિકાર વધે છે. ગેટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરીને, ચેનલમાં વર્તમાનને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટર પી-ટાઇપ ચેનલ સાથે પણ કરી શકાય છે, પછી ગેટ એન-સેમિકન્ડક્ટર દ્વારા રચાય છે.
આ ડિઝાઇનની વિશેષતાઓમાંની એક ટ્રાંઝિસ્ટરની ખૂબ મોટી ઇનપુટ પ્રતિકાર છે. ગેટ કરંટ રિવર્સ-બાયસ્ડ જંકશનના પ્રતિકાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને તે એકમો અથવા દસ નેનોએમ્પીયર્સના સતત પ્રવાહ પર હોય છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહ પર, ઇનપુટ પ્રતિકાર જંકશન કેપેસીટન્સ દ્વારા સેટ કરવામાં આવે છે.
ઉચ્ચ ઇનપુટ પ્રતિકારને કારણે આવા ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર એસેમ્બલ થયેલા સ્ટેજ મેળવવા માટે, ઇનપુટ ઉપકરણો સાથે મેચિંગને સરળ બનાવે છે. વધુમાં, યુનિપોલર ટ્રાયોડ્સના ઓપરેશન દરમિયાન, ચાર્જ કેરિયર્સનું કોઈ પુનઃસંયોજન થતું નથી, અને આ ઓછી-આવર્તન અવાજમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજની ગેરહાજરીમાં, ચેનલની પહોળાઈ સૌથી વધુ છે, અને ચેનલ દ્વારા વર્તમાન મહત્તમ છે. વોલ્ટેજ વધારીને, જ્યારે તે સંપૂર્ણપણે અવરોધિત હોય ત્યારે ચેનલની આવી સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવી શક્ય છે. આ વોલ્ટેજને કટ-ઓફ વોલ્ટેજ (Uts) કહેવામાં આવે છે.
FET નો ડ્રેઇન પ્રવાહ ગેટ-ટુ-સોર્સ વોલ્ટેજ અને ડ્રેઇન-ટુ-સોર્સ વોલ્ટેજ બંને પર આધાર રાખે છે. જો ગેટ પરનો વોલ્ટેજ નિશ્ચિત હોય, તો Us માં વધારા સાથે, વર્તમાન પ્રથમ લગભગ રેખીય રીતે વધે છે (સેક્શન ab). સંતૃપ્તિમાં પ્રવેશ કરતી વખતે, વોલ્ટેજમાં વધુ વધારો વ્યવહારીક રીતે ડ્રેઇન કરંટ (સેક્શન બીસી) માં વધારો કરતું નથી. ગેટ પર અવરોધિત વોલ્ટેજ સ્તરમાં વધારો સાથે, સંતૃપ્તિ આઇડોકના નીચલા મૂલ્યો પર થાય છે.
આકૃતિ કેટલાક ગેટ વોલ્ટેજ માટે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન વચ્ચેના ડ્રેઇન કરંટ વિરુદ્ધ વોલ્ટેજનું કુટુંબ દર્શાવે છે. તે સ્પષ્ટ છે કે જ્યારે Us સંતૃપ્તિ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે ડ્રેઇન પ્રવાહ વ્યવહારીક રીતે ફક્ત ગેટ વોલ્ટેજ પર આધાર રાખે છે.
આ એક ધ્રુવીય ટ્રાન્ઝિસ્ટરની ટ્રાન્સફર લાક્ષણિકતા દ્વારા સચિત્ર છે. ગેટ વોલ્ટેજનું નકારાત્મક મૂલ્ય વધવાથી, જ્યારે ગેટ પર કટઓફ વોલ્ટેજનું સ્તર પહોંચી જાય છે ત્યારે ડ્રેઇન કરંટ લગભગ શૂન્ય સુધી રેખીય રીતે નીચે જાય છે.
યુનિપોલર ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ ટ્રાયોડ્સ
ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું બીજું સંસ્કરણ ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ સાથે છે. આવા ટ્રાયોડ્સને ટ્રાંઝિસ્ટર કહેવામાં આવે છે. TIR (મેટલ-ડાઇલેક્ટ્રિક-સેમિકન્ડક્ટર), વિદેશી હોદ્દો - MOSFET. પહેલા નામ લેવામાં આવતું હતું એમ.ઓ.એસ (મેટલ-ઓક્સાઇડ-સેમિકન્ડક્ટર).
સબસ્ટ્રેટ ચોક્કસ પ્રકારની વાહકતાના વાહકથી બનેલું છે (આ કિસ્સામાં, n), ચેનલ અલગ પ્રકારની વાહકતાના સેમિકન્ડક્ટર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે (આ કિસ્સામાં, p). ગેટને સબસ્ટ્રેટથી ડાઇલેક્ટ્રિક (ઓક્સાઈડ) ના પાતળા સ્તર દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે, અને તે પેદા થયેલ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ દ્વારા જ ચેનલને અસર કરી શકે છે.નકારાત્મક ગેટ વોલ્ટેજ પર, પેદા થયેલ ક્ષેત્ર ચેનલ પ્રદેશમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને વિસ્થાપિત કરે છે, સ્તર ક્ષીણ થઈ જાય છે, અને તેનો પ્રતિકાર વધે છે. પી-ચેનલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે, તેનાથી વિપરીત, હકારાત્મક વોલ્ટેજનો ઉપયોગ પ્રતિકારમાં વધારો અને વર્તમાનમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું બીજું લક્ષણ એ ટ્રાન્સફર લાક્ષણિકતાનો હકારાત્મક ભાગ છે (પી-ચેનલ ટ્રાયોડ માટે નકારાત્મક). આનો અર્થ એ છે કે ગેટ પર ચોક્કસ મૂલ્યનો હકારાત્મક વોલ્ટેજ લાગુ કરી શકાય છે, જે ડ્રેઇન પ્રવાહમાં વધારો કરશે. આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓના પરિવારમાં p-n જંકશન સાથેના ટ્રાયોડની લાક્ષણિકતાઓથી કોઈ મૂળભૂત તફાવત નથી.
ગેટ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેનું ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર ખૂબ જ પાતળું છે, તેથી ઉત્પાદનના શરૂઆતના વર્ષોથી MOS ટ્રાન્ઝિસ્ટર (ઉદાહરણ તરીકે, ઘરેલું KP350) સ્થિર વીજળી માટે અત્યંત સંવેદનશીલ હતા. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પાતળી ફિલ્મને વીંધે છે, ટ્રાંઝિસ્ટરનો નાશ કરે છે. આધુનિક ટ્રાયોડ્સમાં, ઓવરવોલ્ટેજ સામે રક્ષણ માટે ડિઝાઇન પગલાં લેવામાં આવે છે, તેથી સ્થિર સાવચેતીઓ વ્યવહારીક રીતે જરૂરી નથી.
યુનિપોલર ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ ટ્રાયોડનું બીજું સંસ્કરણ પ્રેરિત ચેનલ ટ્રાંઝિસ્ટર છે. તેની પાસે બિલ્ટ-ઇન ચેનલ નથી; ગેટ પર વોલ્ટેજની ગેરહાજરીમાં, સ્ત્રોતથી ડ્રેઇન સુધીનો પ્રવાહ વહેશે નહીં. જો ગેટ પર સકારાત્મક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો તેના દ્વારા બનાવેલ ક્ષેત્ર સબસ્ટ્રેટના એન-ઝોનમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને "ખેંચે છે" અને નજીકની સપાટીના પ્રદેશમાં પ્રવાહ વહેવા માટે એક ચેનલ બનાવે છે.આમાંથી તે સ્પષ્ટ છે કે આવા ટ્રાન્ઝિસ્ટર, ચેનલના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, માત્ર એક ધ્રુવીયતાના વોલ્ટેજ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. આ તેની પેસેજ લાક્ષણિકતાઓ પરથી જોઈ શકાય છે.
બાય-ગેટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પણ છે. તેઓ સામાન્ય કરતા અલગ છે કે તેમની પાસે બે સમાન દરવાજા છે, જેમાંથી દરેકને અલગ સિગ્નલ દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે, પરંતુ ચેનલ પર તેમની અસરનો સારાંશ આપવામાં આવે છે. આવા ટ્રાયોડને શ્રેણીમાં જોડાયેલા બે સામાન્ય ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરીકે રજૂ કરી શકાય છે.
FET સ્વિચિંગ સર્કિટ
ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો અવકાશ તેના જેટલો જ છે દ્વિધ્રુવી. તેઓ મુખ્યત્વે મજબુત તત્વો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. દ્વિધ્રુવી ટ્રાયોડ્સ, જ્યારે એમ્પ્લીફાઈંગ તબક્કામાં વપરાય છે, ત્યારે ત્રણ મુખ્ય સ્વિચિંગ સર્કિટ હોય છે:
- સામાન્ય કલેક્ટર સાથે (ઉત્સર્જક અનુયાયી);
- સામાન્ય આધાર સાથે;
- સામાન્ય ઉત્સર્જક સાથે.
ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સમાન રીતે સ્વિચ કરવામાં આવે છે.
સામાન્ય ગટર સાથેની યોજના
સામાન્ય ગટર સાથેની યોજના (સ્ત્રોત અનુયાયી), દ્વિધ્રુવી ટ્રાયોડ પર ઉત્સર્જક અનુયાયીની જેમ, વોલ્ટેજ ગેઇન પ્રદાન કરતું નથી, પરંતુ વર્તમાન ગેઇન ધારે છે.
સર્કિટનો ફાયદો એ ઉચ્ચ ઇનપુટ અવબાધ છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં તે એક ગેરલાભ પણ છે - કાસ્કેડ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ માટે સંવેદનશીલ બને છે. જો જરૂરી હોય તો, રેઝિસ્ટર R3 ચાલુ કરીને રિન ઘટાડી શકાય છે.
સામાન્ય ગેટ સર્કિટ
આ સર્કિટ સામાન્ય બેઝ બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેવું જ છે. આ સર્કિટ સારી વોલ્ટેજ ગેઇન આપે છે, પરંતુ કોઈ વર્તમાન લાભ નથી. સામાન્ય આધાર સાથેના સમાવેશની જેમ, આ વિકલ્પનો ઉપયોગ અવારનવાર થાય છે.
સામાન્ય સ્ત્રોત સર્કિટ
સામાન્ય સ્ત્રોત સાથે ફીલ્ડ ટ્રાયોડ્સ પર સ્વિચ કરવા માટેનું સૌથી સામાન્ય સર્કિટ.તેનો લાભ ડ્રેઇન સર્કિટમાં પ્રતિકાર Rc અને પ્રતિકારના ગુણોત્તર પર આધારિત છેગેઇનને સમાયોજિત કરવા માટે ડ્રેઇન સર્કિટમાં વધારાના રેઝિસ્ટરને ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે), અને ટ્રાંઝિસ્ટરની લાક્ષણિકતાઓની ઢાળ પર પણ આધાર રાખે છે.
ઉપરાંત, ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ નિયંત્રિત પ્રતિકાર તરીકે થાય છે. આ કરવા માટે, ઓપરેટિંગ બિંદુ રેખીય વિભાગમાં પસંદ થયેલ છે. આ સિદ્ધાંત અનુસાર, નિયંત્રિત વોલ્ટેજ વિભાજક અમલમાં મૂકી શકાય છે.
અને આ મોડમાં ડબલ-ગેટ ટ્રાયોડ પર, તમે અમલ કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, સાધન પ્રાપ્ત કરવા માટે એક મિક્સર - પ્રાપ્ત સિગ્નલ એક ગેટને આપવામાં આવે છે, અને બીજાને - સ્થાનિક ઓસિલેટર સિગ્નલ.
જો આપણે એ સિદ્ધાંતને સ્વીકારીએ કે ઇતિહાસ સર્પાકારમાં વિકસે છે, તો આપણે ઇલેક્ટ્રોનિક્સના વિકાસમાં એક પેટર્ન જોઈ શકીએ છીએ. વોલ્ટેજ-નિયંત્રિત લેમ્પ્સથી દૂર જઈને, ટેક્નોલોજી બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરફ આગળ વધી છે, જેને નિયંત્રિત કરવા માટે વર્તમાનની જરૂર છે. સર્પાકારે સંપૂર્ણ વળાંક લીધો છે - હવે યુનિપોલર ટ્રાયોડ્સનું વર્ચસ્વ છે, જેને લેમ્પ્સની જેમ, કંટ્રોલ સર્કિટ્સમાં પાવર વપરાશની જરૂર નથી. તે જોવામાં આવશે કે ચક્રીય વળાંક આગળ ક્યાં દોરી જશે. અત્યાર સુધી, ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો કોઈ વિકલ્પ નથી.
સમાન લેખો:
