ڈیپلیشن موڈ MOSFET کیا ہے: ورکنگ اور اس کی ایپلی کیشنز

میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر یا MOSFET وولٹیج پر قابو پانے والا آلہ ہے جو سرکٹس کے اندر وولٹیج کو بڑھانے یا تبدیل کرنے کے لیے سورس، ڈرین، گیٹ اور باڈی جیسے ٹرمینلز کے ساتھ بنایا گیا ہے اور ڈیجیٹل ایپلی کیشنز کے لیے ICs میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ اینالاگ سرکٹس جیسے ایمپلیفائر اور فلٹرز میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔ MOSFETs بنیادی طور پر کی خرابیوں پر قابو پانے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے حقائق جیسے ہائی ڈرین ریزسٹنس، اعتدال پسند ان پٹ مائبادا اور سست آپریشن۔ MOSFETs دو قسم کے اضافہ موڈ اور ڈیپلیشن موڈ ہیں۔ یہ مضمون MOSFET کی اقسام میں سے ایک پر بحث کرتا ہے۔ کمی موڈ MOSFET - اقسام، ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔

ڈیپلیشن موڈ MOSFET کیا ہے؟

ایک MOSFET جو عام طور پر آپ کے کنیکٹ ہونے پر بغیر کسی گیٹ وولٹیج کے آن ہو جاتا ہے اسے ڈیپلیشن موڈ MOSFET کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس MOSFET میں، کرنٹ کا بہاؤ ڈرین ٹرمینل سے منبع تک ہے۔ اس قسم کے MOSFET کو آلہ پر عام طور پر بھی کہا جاتا ہے۔

ایک بار جب MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو منبع چینل کی نالی زیادہ مزاحم ہو جائے گی۔ جب گیٹ سورس وولٹیج زیادہ بڑھاتا ہے تو نالی سے ماخذ کی طرف کرنٹ کا بہاؤ اس وقت تک کم ہو جاتا ہے جب تک کہ نالی سے ماخذ تک کرنٹ کا بہاؤ رک نہیں جاتا۔

کے بارے میں مزید جاننے کے لیے براہ کرم اس لنک کو دیکھیں MOSFET بطور سوئچ

ڈیپلیشن موڈ MOSFET کا سمبل

p-channel اور n-channel کے لیے Depletion mode MOSFET کی علامتیں ذیل میں دکھائی گئی ہیں۔ ان MOSFETs میں، تیر کے نشان MOSFET کی قسم کی نمائندگی کرتے ہیں جیسے P-type یا N-type۔ اگر تیر کا نشان اندر کی سمت ہے تو یہ n-چینل ہے اور اگر تیر کا نشان باہر ہے تو یہ p-چینل ہے۔

ڈیپلیشن موڈ MOSFET کیسے کام کرتا ہے؟

کمی MOSFET بطور ڈیفالٹ چالو ہوتی ہے۔ یہاں، سورس اور ڈرین ٹرمینلز جسمانی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ MOSFET کے کام کو سمجھنے کے لیے، آئیے Depletion MOSFET کی اقسام کو سمجھتے ہیں۔

ڈیپلیشن موڈ MOSFET کی اقسام

دی ڈیپلیشن موڈ MOSFET ڈھانچہ قسم کی بنیاد پر مختلف ہوتی ہے۔ MOSFETs دو قسمیں ہیں p-channel depletion mode اور n- channel depletion mode۔ لہذا، ہر قسم کے ڈیپلیشن موڈ MOSFET ڈھانچہ اور اس کے کام کے بارے میں ذیل میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

N-Channel Depletion MOSFET

N-Channel Depletion MOSFET کا ڈھانچہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ اس قسم کی کمی MOSFET میں، منبع اور نالی N-قسم کے سیمی کنڈکٹر کی ایک چھوٹی سی پٹی سے جڑے ہوتے ہیں۔ اس MOSFET میں استعمال ہونے والا سبسٹریٹ ایک P قسم کا سیمی کنڈکٹر ہے اور الیکٹران اس قسم کے MOSFET میں زیادہ تر چارج کیریئر ہیں۔ یہاں، ذریعہ اور نالی کو بہت زیادہ ڈوپ کیا جاتا ہے۔

N-channel depletion mode MOSFET کی تعمیر یکساں ہے جو کہ اضافہ موڈ n چینل MOSFET کے مقابلے میں ہے سوائے اس کے کہ اس کا کام مختلف ہے۔ ماخذ اور ڈرین ٹرمینلز کے درمیان فرق n قسم کی نجاستوں پر مشتمل ہے۔

جب ہم دونوں ٹرمینلز جیسے سورس اور ڈرین کے درمیان ممکنہ فرق کا اطلاق کرتے ہیں، تو کرنٹ سبسٹریٹ کے پورے n-علاقے میں بہتا ہے۔ جب اس MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر منفی وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو، الیکٹران جیسے چارج کیریئرز کو پیچھے ہٹایا جائے گا اور ڈائی الیکٹرک تہہ کے نیچے n-علاقے کے اندر منتقل ہو جائے گا۔ لہذا چینل کے اندر چارج کیریئر کی کمی واقع ہوگی۔

اس طرح، چینل کی مجموعی چالکتا کم ہو جاتی ہے۔ اس حالت میں، GATE ٹرمینل پر ایک ہی وولٹیج لگانے کے بعد، ڈرین کرنٹ کم ہو جائے گا۔ ایک بار جب منفی وولٹیج مزید بڑھ جائے تو یہ تک پہنچ جاتا ہے۔ چوٹکی بند موڈ .

یہاں کے نالی کرنٹ چینل کے اندر چارج کیریئرز کی کمی کو تبدیل کرکے کنٹرول کیا جاتا ہے، اس لیے اسے کہتے ہیں۔ کمی MOSFET . یہاں، ڈرین ٹرمینل +ve پوٹینشل میں ہے، گیٹ ٹرمینل -ve پوٹینشل میں ہے اور سورس '0' پوٹینشل پر ہے۔ اس طرح ڈرین سے گیٹ کے درمیان وولٹیج کا فرق ماخذ سے گیٹ کے مقابلے میں زیادہ ہے، اس لیے سورس ٹرمینل کے مقابلے میں ڈیپلیشن لیئر کی چوڑائی ڈرین کے لیے زیادہ ہے۔

P-Channel Depletion MOSFET

پی چینل ڈیپلیشن MOSFET میں، P-قسم کے سیمی کنڈکٹر کی ایک چھوٹی سی پٹی ذریعہ اور نالی کو جوڑتی ہے۔ منبع اور ڈرین پی قسم کے سیمی کنڈکٹر کے ہیں اور سبسٹریٹ این قسم کے سیمی کنڈکٹر کا ہے۔ چارج کیریئرز کی اکثریت سوراخ ہیں.

پی چینل ڈیپلیشن MOSFET کی تعمیر n چینل ڈیپلیشن موڈ MOSFET کے بالکل مخالف ہے۔ اس MOSFET میں ایک چینل شامل ہے جو درمیان میں بنایا گیا ہے۔ ذریعہ اور نکاسی کا علاقہ جس کے ساتھ بہت زیادہ ڈوپ کیا جاتا ہے p قسم کی نجاست لہذا، اس MOSFET میں، n-type substrate استعمال کیا جاتا ہے اور چینل p-type ہے جیسا کہ خاکہ میں دکھایا گیا ہے۔

ایک بار جب ہم MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر +ve وولٹیج لگاتے ہیں، تو p-type کے علاقے میں الیکٹران جیسے اقلیتی چارج کیریئر الیکٹرو سٹیٹک ایکشن کی وجہ سے متوجہ ہو جائیں گے اور فکسڈ منفی ناپاک آئن تشکیل دیں گے۔ لہذا چینل کے اندر ایک کمی کا علاقہ بن جائے گا اور اس کے نتیجے میں، چینل کی چالکتا کم ہو جاتی ہے۔ اس طرح، گیٹ ٹرمینل پر +ve وولٹیج لگا کر ڈرین کرنٹ کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔

ایک بار جب ہم MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر +ve وولٹیج لگاتے ہیں، تو p-type کے علاقے میں الیکٹران جیسے اقلیتی چارج کیریئر الیکٹرو سٹیٹک ایکشن کی وجہ سے متوجہ ہو جائیں گے اور فکسڈ منفی ناپاک آئن تشکیل دیں گے۔ لہذا چینل کے اندر ایک کمی کا علاقہ بن جائے گا اور اس کے نتیجے میں، چینل کی چالکتا کم ہو جاتی ہے۔ اس طرح، گیٹ ٹرمینل پر +ve وولٹیج لگا کر ڈرین کرنٹ کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔

اس قسم کے ڈیپلیشن ٹائپ MOSFET کو ایکٹیویٹ کرنے کے لیے گیٹ وولٹیج 0V ہونا چاہیے اور ڈرین کرنٹ ویلیو بڑی ہو تاکہ ٹرانزسٹر ایکٹو ریجن میں ہو۔ لہذا، اس MOSFET کو ایک بار پھر آن کرنے کے لیے، سورس ٹرمینل پر +ve وولٹیج دیا جاتا ہے۔ لہذا بیس ٹرمینل پر کافی مثبت وولٹیج اور کوئی وولٹیج لاگو نہ ہونے کے ساتھ، یہ MOSFET زیادہ سے زیادہ کام کرے گا اور اس کا کرنٹ زیادہ ہوگا۔

P-چینل کی کمی MOSFET کو غیر فعال کرنے کے لیے، دو طریقے ہیں جن سے آپ تعصب مثبت وولٹیج کو کاٹ سکتے ہیں، جو ڈرین کو طاقت دیتا ہے ورنہ آپ گیٹ ٹرمینل پر -ve وولٹیج لگا سکتے ہیں۔ ایک بار گیٹ ٹرمینل کو a-ve وولٹیج فراہم کر دیا جائے گا، کرنٹ کم ہو جائے گا۔ جیسے جیسے گیٹ وولٹیج زیادہ منفی ہوجاتا ہے، کرنٹ کٹ آف ہونے تک کم ہوجاتا ہے، پھر MOSFET 'آف' حالت میں ہوگا۔ لہذا، یہ کرنٹ کو نکالنے کے لیے ایک بڑے ذریعہ کو روکتا ہے۔

لہذا، ایک بار جب اس MOSFET کے گیٹ ٹرمینل کو مزید -ve وولٹیج فراہم کر دیا جاتا ہے، تو یہ MOSFET کم کرنٹ کرے گا اور سورس ڈرین ٹرمینل میں کم کرنٹ ہوگا۔ ایک بار گیٹ وولٹیج ایک مخصوص -ve وولٹیج کی حد تک پہنچ جاتا ہے، پھر یہ ٹرانزسٹر کو بند کر دیتا ہے۔ تو، -ve وولٹیج ٹرانجسٹر کو بند کر دیتا ہے۔

خصوصیات

دی ڈرین MOSFET خصوصیات ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

N چینل کی کمی MOSFET کی ڈرین کی خصوصیات

این چینل ڈیپلیشن MOSFET کی ڈرین کی خصوصیات ذیل میں دکھائی گئی ہیں۔ یہ خصوصیات VDS اور IDSS کے درمیان بنائی گئی ہیں۔ جب ہم VDS ویلیو میں اضافہ کرتے رہیں گے تو ID بڑھے گی۔ ایک مخصوص وولٹیج کے بعد، ڈرین کرنٹ ID مستقل ہو جائے گی۔ Vgs = 0 کے لیے سنترپتی موجودہ قدر کو IDSS کہا جاتا ہے۔

جب بھی لگائی گئی وولٹیج منفی ہوتی ہے، اور پھر گیٹ ٹرمینل پر یہ وولٹیج الیکٹران جیسے چارج کیریئرز کو سبسٹریٹ کی طرف دھکیل دے گا۔ اور اس p قسم کے سبسٹریٹ کے اندر سوراخ بھی ان الیکٹرانوں کی طرف سے اپنی طرف متوجہ ہوں گے۔ لہذا اس وولٹیج کی وجہ سے، چینل کے اندر موجود الیکٹران سوراخوں کے ساتھ دوبارہ مل جائیں گے۔ دوبارہ ملاپ کی شرح لاگو منفی وولٹیج پر منحصر ہوگی۔

ایک بار جب ہم اس منفی وولٹیج کو بڑھا دیں گے تو دوبارہ جمع کرنے کی شرح بھی بڑھ جائے گی جس سے نمبر کم ہو جائے گا۔ اس چینل کے اندر دستیاب الیکٹرانوں کی تعداد اور موجودہ بہاؤ کو مؤثر طریقے سے کم کرے گا۔

جب ہم مندرجہ بالا خصوصیات کا مشاہدہ کرتے ہیں، تو یہ دیکھا جاتا ہے کہ جب VGS قدر زیادہ منفی ہو جائے گی تو ڈرین کرنٹ کم ہو جائے گا۔ ایک مخصوص وولٹیج پر، یہ منفی وولٹیج صفر ہو جائے گا۔ اس وولٹیج کو پنچ آف وولٹیج کہا جاتا ہے۔

یہ MOSFET مثبت وولٹیج کے لیے بھی کام کرتا ہے، اس لیے جب ہم گیٹ ٹرمینل پر مثبت وولٹیج لگائیں گے تو الیکٹران N-چینل کی طرف متوجہ ہوں گے۔ تو نہیں. اس چینل کے اندر الیکٹران کی تعداد بڑھے گی۔ تو اس چینل کے اندر موجودہ بہاؤ بڑھے گا۔ لہذا مثبت Vgs قدر کے لیے، ID IDSS سے بھی زیادہ ہوگی۔

N چینل کی کمی MOSFET کی منتقلی کی خصوصیات

N چینل کی کمی MOSFET کی منتقلی کی خصوصیات ذیل میں دکھائی گئی ہیں جو JFET سے ملتی جلتی ہیں۔ یہ خصوصیات ID اور VGS کے درمیان طے شدہ VDS قدر کے لیے بنیادی تعلق کی وضاحت کرتی ہیں۔ مثبت VGS اقدار کے لیے، ہم ID قدر بھی حاصل کر سکتے ہیں۔

تو اس کی وجہ سے، خصوصیات میں وکر دائیں ہاتھ کی طرف بڑھے گا۔ جب بھی VGS قدر مثبت ہو، نمبر۔ چینل کے اندر الیکٹران کی تعداد بڑھ جائے گی۔ جب VGS مثبت ہے تو یہ خطہ اضافہ کا علاقہ ہے۔ اسی طرح، جب VGS منفی ہے تو اس خطے کو کمی کا علاقہ کہا جاتا ہے۔

ID اور Vgs کے درمیان بنیادی تعلق ID = IDSS (1-VGS/VP)^2 کے ذریعے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ اس اظہار کو استعمال کرتے ہوئے، ہم Vgs کے لیے ID قدر تلاش کر سکتے ہیں۔

پی چینل ڈیپلیشن MOSFET کی ڈرین کی خصوصیات

P چینل کی کمی MOSFET کی ڈرین خصوصیات ذیل میں دکھائی گئی ہیں۔ یہاں، VDS وولٹیج منفی ہے اور Vgs وولٹیج مثبت ہے۔ ایک بار جب ہم Vgs کو بڑھاتے رہیں گے تو Id(drain current)  کم ہو جائے گا۔ پنچ آف وولٹیج پر، یہ آئی ڈی (ڈرین کرنٹ) صفر ہو جائے گی۔ ایک بار جب VGS منفی ہو جائے گا، تو ID کی قدر IDSS سے بھی زیادہ ہو گی۔

P چینل Depletion MOSFET کی منتقلی کی خصوصیات

P چینل کی کمی MOSFET کی منتقلی کی خصوصیات ذیل میں دکھائی گئی ہیں جو n چینل کی کمی MOSFET کی منتقلی کی خصوصیات کی آئینہ دار تصویر ہے۔ یہاں ہم مشاہدہ کر سکتے ہیں کہ نالی کرنٹ مثبت VGS خطے میں کٹ آف پوائنٹ سے IDSS تک بڑھتا ہے، اور پھر جب منفی VGS ویلیو بڑھ جاتی ہے تو یہ بڑھتا رہتا ہے۔

ایپلی کیشنز

کمی MOSFET ایپلی کیشنز میں درج ذیل شامل ہیں۔

• اس کمی MOSFET کو مستقل کرنٹ سورس اور لکیری ریگولیٹر سرکٹس میں بطور استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پاس ٹرانجسٹر .
• یہ بڑے پیمانے پر شروع ہونے والے معاون پاور سپلائی سرکٹ میں استعمال ہوتے ہیں۔
• عام طور پر، یہ MOSFETs اس وقت آن ہوتے ہیں جب کوئی وولٹیج لاگو نہیں ہوتا ہے جس کا مطلب ہے کہ وہ عام حالات میں کرنٹ چلا سکتے ہیں۔ اس طرح یہ ڈیجیٹل لاجک سرکٹس میں لوڈ ریزسٹر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔
• یہ PWM ICs کے اندر فلائی بیک سرکٹس کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ ٹیلی کام سوئچز، سالڈ اسٹیٹ ریلے، اور بہت کچھ میں استعمال ہوتے ہیں۔
• اس MOSFET کو وولٹیج سویپنگ سرکٹس، کرنٹ مانیٹر سرکٹس، لیڈ اری ڈرائیور سرکٹس وغیرہ میں استعمال کیا جاتا ہے۔

اس طرح، یہ کمی موڈ کا ایک جائزہ ہے۔ MOSFET - کام کر رہا ہے۔ ایپلی کیشنز کے ساتھ. یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، MOSFET کو بڑھانے کا موڈ کیا ہے؟