MOSFET: इस प्रकार के ट्रांजिस्टर के बारे में आपको जो कुछ भी जानना है

ट्रांजिस्टर कई प्रकार के होते हैं। ये इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आज के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं, और वे वैक्यूम ट्यूब-आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स से ठोस-राज्य-आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स तक ले जाने में बहुत अधिक विश्वसनीय और कम बिजली की खपत में एक सफलता का प्रतिनिधित्व करते थे। असल में, MOSFET उनका उपयोग अधिकांश चिप्स या एकीकृत सर्किट में किया जाता है, हालांकि आप उन्हें कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड पर भी पा सकते हैं।

खैर, यह कैसे है? इस तरह के एक महत्वपूर्ण अर्धचालक उपकरण, मैं आपको विज्ञान और इंजीनियरिंग के इस काम के बारे में जानने के लिए आपको वह सब कुछ पेश करने जा रहा हूं जो हमें इतने सारे सर्किट बनाने की अनुमति देता है और इससे हमारे जीवन में कई तरह से सुधार हुआ है।

ट्रांजिस्टर क्या है?

शब्द ट्रांजिस्टर ट्रांसफर-रेसिस्टर से आता है, और यह 1951 में आविष्कार किया गया था, हालांकि यूरोप में पहले से ही पेटेंट और विकास थे अमेरिकियों ने पहली डिजाइन प्रस्तुत की, हालांकि यह एक और कहानी है ... उस समय वे ठोस राज्य, अर्धचालक, के आधार पर एक उपकरण की तलाश कर रहे थे, कच्चे और अविश्वसनीय वैक्यूम वाल्व को बदल सकते हैं जो उस समय के कंप्यूटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक गैजेट्स बनाते थे।

लास वाल्व या वैक्यूम ट्यूब इसमें पारंपरिक प्रकाश बल्बों के समान एक वास्तुकला है, और इसलिए इसे जला दिया गया है। मशीनों को चालू रखने के लिए उन्हें बार-बार बदलना पड़ा। इसके अलावा, यह गर्म था, और इसका मतलब है कि उन्होंने अपनी अक्षमता के कारण गर्मी के रूप में बड़ी मात्रा में ऊर्जा बर्बाद की। इसलिए, वे बिल्कुल भी व्यावहारिक नहीं थे और उन्हें प्रतिस्थापन की सख्त आवश्यकता थी।

खैर, में एटी एंड टी बेल लैब्स, विलियम्स शॉक्ले, जॉन बार्डीन और वाल्टर ब्रेटन वे उस अर्धचालक उपकरण को बनाने के लिए नीचे उतरे। सच्चाई यह है कि उनके पास चाबी खोजने का कठिन समय था। परियोजना को गुप्त रखा गया था क्योंकि यह ज्ञात था कि यूरोप में कुछ इसी तरह का विकास हो रहा था। लेकिन द्वितीय विश्व युद्ध पार हो गया था, और नायक को लड़ाई में जाना पड़ा। वापस रास्ते में, वे रहस्यमय तरीके से पहले से ही समाधान पा चुके थे।

El पहला प्रोटोटाइप उन्होंने बनाया बहुत क्रूड था, और गंभीर डिजाइन समस्याओं को प्रस्तुत किया। उनमें से, यह श्रृंखला में निर्माण के लिए जटिल और जटिल था। इसके अलावा, इसने सोने के हिस्सों का इस्तेमाल किया जिससे यह अधिक महंगा हो गया और टिप ने कभी-कभी सेमीकंडक्टर क्रिस्टल के साथ संपर्क बनाना बंद कर दिया, इसलिए इसने काम करना बंद कर दिया और फिर से संपर्क बनाने के लिए इसे धक्का देना पड़ा। सच्चाई यह है कि इस आविष्कार के साथ बहुत कम हल किया गया था, लेकिन बहुत कम ही वे सुधार कर रहे थे और नए प्रकार दिखाई दिए।

उनके पास पहले से ही एक इलेक्ट्रॉनिक घटक था ठोस अवस्था और छोटी रेडियो, अलार्म, कार, कंप्यूटर, टीवी आदि के आकार को कम करने के लिए।

भागों और संचालन

ट्रांजिस्टर तीन पिनों या संपर्कों से बना होता है, जो बदले में संपर्क बनाते हैं तीन जोन विभेदित अर्धचालक। बायपोलर में इन क्षेत्रों को एमिटर, बेस और कलेक्टर कहा जाता है। दूसरी ओर, एकध्रुवीय वाले में, जैसे कि MOSFET, उन्हें आमतौर पर स्रोत, गेट और नाली कहा जाता है। आपको यह जानने के लिए कि उनकी पिनों को कैसे पहचाना जाए और उन्हें भ्रमित न किया जाए, यह जानने के लिए आपको डेटशीट या कैटलॉग को अच्छी तरह से पढ़ना चाहिए, क्योंकि ऑपरेशन इस पर निर्भर करेगा।

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La दरवाजा या आधार यह ऐसा कार्य करता है जैसे कि अन्य दो छोरों के बीच करंट के मार्ग को खोलना, बंद करना या बंद करना। यह इस तरह काम करता है। और इसके आधार पर, इसका उपयोग दो बुनियादी कार्यों के लिए किया जा सकता है:

• कार्य 1: यह डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्विच के रूप में, विद्युत संकेतों को पारित या काटने के लिए कार्य कर सकता है। यह बाइनरी या डिजिटल सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि गेट को नियंत्रित करके (0 या 1 के साथ), आप इसके आउटपुट (0/1) पर एक मान या दूसरा प्राप्त कर सकते हैं। इस तरह तर्क द्वार बन सकते हैं।
• कार्य 2: सिग्नल एम्पलीफायरों के रूप में, एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। यदि एक छोटी तीव्रता आधार तक पहुंचती है, तो इसे कलेक्टर और एमिटर के बीच एक बड़े हिस्से में परिवर्तित किया जा सकता है जिसे आउटपुट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

ट्रांजिस्टर के प्रकार

एक बार जब मूल ऑपरेशन और इसके इतिहास का एक सा देखा गया है, समय के साथ वे बेहतर हुए हैं और एक विशेष प्रकार के आवेदन के लिए अनुकूलित ट्रांजिस्टर बनाए गए हैं, जो सभी को जन्म देते हैं इन दो परिवारों कि बदले में कई प्रकार हैं:

याद रखें कि एन ज़ोन एक प्रकार का सेमीकंडक्टर है जो डोनर अशुद्धियों के साथ डोप किया जाता है, यानी पेंटावैलेंट यौगिक (फॉस्फोरस, आर्सेनिक,…)। यह उन्हें इलेक्ट्रॉनों (-) को छोड़ने की अनुमति देगा, क्योंकि अधिकांश वाहक इलेक्ट्रॉन हैं, जबकि अल्पसंख्यक छेद (+) हैं। एक पी ज़ोन के मामले में, यह विपरीत है, बहुमत छेद (+) होगा, यही कारण है कि इसे कहा जाता है। यही है, वे इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करेंगे। इसे प्राप्त करने के लिए, इसे अन्य स्वीकर्ता अशुद्धियों के साथ डोप किया जाता है, जो कि ट्रिटेंट (एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम, ...) है। आम तौर पर आधार अर्धचालक आमतौर पर सिलिकॉन या जर्मेनियम होता है, हालांकि अन्य प्रकार हैं। डोपेंट आमतौर पर सेमीकंडक्टर के प्रत्येक 100.000.000 परमाणुओं के लिए अशुद्धियों के एक परमाणु के आदेश पर बहुत कम खुराक में होते हैं। कुछ अवसरों पर, भारी या अत्यधिक डोप वाले क्षेत्र जैसे P + या N + बन सकते हैं, जिनमें प्रति 1 में 10.000 अशुद्धता परमाणु है।

• BJT (द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर): यह द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर है, सबसे पारंपरिक है। इसमें आपको कलेक्टर करंट को रेगुलेट करने के लिए आधार करंट इंजेक्ट करना होगा। अंदर दो प्रकार हैं:
  • एनपीएन: जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, इसमें एक सेमीकंडक्टर ज़ोन है जो कि टाइप ए के रूप में काम करने के लिए एन के रूप में है, आधार के रूप में एक और केंद्रीय पी, और कलेक्टर के लिए दूसरा भी टाइप एन।
  • PNP: इस मामले में यह चारों ओर का दूसरा रास्ता है, आधार प्रकार N का होगा, और शेष P के दो प्रकार। यह पूरी तरह से उसके विद्युत व्यवहार और इसके उपयोग करने के तरीके को बदल देगा।
• FET (फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर): क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर, और BJT से इसका सबसे उल्लेखनीय अंतर इसका नियंत्रण टर्मिनल के साथ संचालित होने का तरीका है। इस मामले में, गेट और स्रोत के बीच वोल्टेज लागू करके नियंत्रण किया जाता है। इस प्रकार के भीतर कई उपप्रकार हैं:
  • जेएफईटी: एफईटी जंक्शन के वे कमी हैं, और एक चैनल या अर्धचालक क्षेत्र है जो एक प्रकार या किसी अन्य का हो सकता है। उसी के अनुसार, वे बदले में हो सकते हैं:
    • चैनल एन।
    • चैनल पी से।
  • MOSFET: इसका नाम मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर FET से आता है, इसलिए इसका नाम रखा गया है क्योंकि आवश्यक क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए दरवाजे के संपर्क के तहत सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक पतली परत का उपयोग किया जाता है जिसके साथ इसके चैनल के माध्यम से करंट का मार्ग नियंत्रित किया जा सकता है ताकि बीच में प्रवाह हो स्रोत और जारीकर्ता चैनल पी का प्रकार हो सकता है, इसलिए नाली और स्रोत के लिए दो कुएं एन होंगे; स्रोत और नाली के लिए दो पी-प्रकार के कुओं के साथ या एन-प्रकार। वे ऊपर से कुछ अलग हैं, इस मामले में आपके पास हो सकते हैं:
    • परावर्तन या थकावट:
      • चैनल एन।
      • चैनल पी से।
    • उन्नत या बेहतर:
      • चैनल एन।
      • चैनल पी से।
    • अन्य: TFT, CMOS, ...
• दूसरों.

लास अंतर अर्धचालक क्षेत्रों की आंतरिक वास्तुकला पर आधारित हैं से प्रत्येक…

MOSFET

Un MOSFET आपको बड़े भार को संभालने की अनुमति देता है, जो आपके Arduino के साथ कुछ निश्चित सर्किट के लिए उपयोगी हो सकता है, जैसा कि आप बाद में देखेंगे। वास्तव में, इसके फायदे इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में बहुत उपयोगी बनाते हैं। यह एक एम्पलीफायर या इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित स्विच के रूप में कार्य कर सकता है। आपके द्वारा खरीदे जाने वाले प्रत्येक प्रकार के MOSFET के लिए, आप पहले से ही जानते हैं कि आपको संपत्तियों को देखने के लिए डेटाशीट पढ़ना चाहिए, क्योंकि वे सभी समान नहीं हैं।

एक के बीच का अंतर चैनल एन और पी है:

• चैनल पी: करंट पास करने के लिए चैनल P को सक्रिय करने के लिए, गेट पर एक नकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है। स्रोत को एक सकारात्मक वोल्टेज से जोड़ा जाना चाहिए। ध्यान दें कि चैनल जिस गेट पर है वह सकारात्मक है, जबकि नाली और स्रोत के लिए कुएं नकारात्मक हैं। इस तरह चैनल के माध्यम से करंट को "पुश" किया जाता है।
• चैनल एन: इस मामले में, गेट पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है।

इसके बहुत सस्ते आइटमतो आप बिना किसी बड़ी लागत के उनमें से एक अच्छा मुट्ठी खरीद सकते हैं। उदाहरण के लिए, यहां कुछ विज्ञापन दिए गए हैं जिन्हें आप विशेष दुकानों में खरीद सकते हैं:

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यदि आप इसे उच्च शक्तियों के लिए उपयोग करने जा रहे हैं तो यह गर्म हो जाएगा, इसलिए इसका उपयोग करना अच्छा होगा इसे ठंडा करने के लिए गर्म करें एक सा…

Arduino के साथ एकीकरण

एक MOSFET आपके साथ संकेतों को नियंत्रित करने के लिए बहुत व्यावहारिक हो सकता है अर्डिनो बोर्डइसलिए, यह एक समान तरीके से सेवा कर सकता है कि कैसे रिले मॉड्यूल, अगर आपको याद हो। वास्तव में, MOSFET मॉड्यूल Arduino के लिए भी बेचे जाते हैं, जैसा कि मामला है कोई उत्पाद नहीं मिला।, सबसे अधिक लोकप्रिय में से एक। इन मॉड्यूल के साथ आपके पास पहले से ही एक छोटे से पीसीबी पर ट्रांजिस्टर घुड़सवार है और इसका उपयोग करना आसान है।

लेकिन यह एकमात्र ऐसा नहीं है जिसे आप Arduino के साथ उपयोग कर सकते हैं, ऐसे अन्य सामान्य भी हैं जैसे कि आईआरएफ520, आईआरएफ540, जो IRF9.2 के लिए 28A की तुलना में क्रमशः 14 और 530A की नाममात्र धाराओं की अनुमति देता है।

कई MOSFET मॉडल उपलब्ध हैं लेकिन सभी को Arduino जैसे प्रोसेसर के साथ सीधे उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है वोल्टेज की तीव्रता और इसके आउटपुट में तीव्रता के कारण।

यदि आप IRF530N मॉड्यूल का उपयोग करते हैं, तो डालने के लिए एक उदाहरण, आप बोर्ड पर एक पिन के साथ बोर्ड पर चिह्नित एसआईजी को कनेक्ट कर सकते हैं Arduino UNO, जैसे कि डी 9। फिर GND और Vcc को Arduino बोर्ड पर संबंधित लोगों, जैसे GND और 5v को इस मामले में पावर देने के लिए कनेक्ट करें।

के रूप में करने के कोड सरल है कि इस सरल योजना को विनियमित करेगा निम्नलिखित है, जो यह करता है कि आउटपुट लोड को पास करने के लिए है या नहीं हर 5 सेकंड में (हमारी योजना के मामले में यह एक मोटर होगा, लेकिन यह आप जो चाहें कर सकते हैं .. ।):

onst int pin = 9;    //Pin donde está conectado el MOSFET
 
void setup() {
  pinMode(pin, OUTPUT);  //Definir como salida para controlar el MOSFET
}
 
void loop(){
  digitalWrite(pin, HIGH);   // Lo pone en HIGH
  delay(5000);               // Espera 5 segundos o 5000ms
  digitalWrite(pin, LOW);    // Lo pone en LOW
  delay(5000);               // Espera otros 5s antes de repetir el bucle
}