N Channel MOSFET : Litar, Kerja, Perbezaan & Aplikasinya

MOSFET ialah sejenis transistor dan ia juga dipanggil IGFET (Insulated Gate Field Effect Transistor) atau MIFET (Metal Insulator Field Effect Transistor). Didalam MOSFET , saluran & get dipisahkan melalui lapisan SiO2 nipis dan ia membentuk kapasitansi yang berubah dengan voltan get. Jadi, MOSFET berfungsi seperti Kapasitor MOS yang dikawal melalui pintu masuk ke voltan sumber. Oleh itu, MOSFET juga boleh digunakan sebagai kapasitor terkawal voltan. Struktur MOSFET adalah serupa dengan kapasitor MOS kerana asas silikon dalam kapasitor ini adalah jenis-p.

Ini dikelaskan kepada empat jenis peningkatan saluran p, peningkatan saluran n, penyusutan saluran p, dan penyusutan saluran n. Artikel ini membincangkan salah satu jenis MOSFET seperti N saluran MOSFET – bekerja dengan aplikasi.

Apakah N Channel MOSFET?

Sejenis MOSFET di mana saluran MOSFET terdiri daripada majoriti pembawa cas sebagai pembawa semasa seperti elektron dikenali sebagai MOSFET saluran N. Setelah MOSFET ini HIDUP, maka majoriti pembawa caj akan bergerak ke seluruh saluran. MOSFET ini berbeza dengan MOSFET P-Channel.

MOSFET ini termasuk N- kawasan saluran yang terletak di tengah-tengah terminal punca & longkang. Ia adalah peranti tiga terminal di mana terminal sebagai G (pintu), D (longkang), dan S (sumber). Dalam Transistor ini, punca & longkang didopkan kawasan n+ yang banyak & badan atau substrat adalah jenis P.

sedang bekerja

MOSFET ini termasuk kawasan saluran N yang terletak di tengah-tengah terminal sumber & longkang. Ia adalah peranti tiga terminal di mana terminalnya ialah G (pintu), D(longkang), dan S (sumber). Dalam FET ini, punca & longkang didopkan kawasan n+ yang banyak & badan atau substrat adalah jenis P.

Di sini, saluran dicipta pada ketibaan elektron. Voltan +ve juga menarik elektron dari kedua-dua sumber n+ & kawasan longkang ke dalam saluran. Sebaik sahaja voltan dikenakan di antara longkang & punca maka arus bebas mengalir di antara punca & longkang dan voltan pada get hanya mengawal elektron pembawa cas dalam saluran. Begitu juga, jika kita menggunakan voltan –ve pada terminal get maka saluran lubang terbentuk di bawah lapisan oksida.

Simbol MOSFET Saluran N

Simbol MOSFET saluran N ditunjukkan di bawah. MOSFET ini termasuk tiga terminal seperti sumber, longkang dan pintu pagar. Untuk mosfet saluran-n, arah simbol anak panah adalah ke dalam. Jadi, simbol anak panah menentukan jenis saluran seperti P-channel atau N-channel.

Litar MOSFET Saluran N

The rajah litar untuk mengawal kipas dc tanpa berus menggunakan mosfet saluran N dan Arduino Uno rev3 ditunjukkan di bawah. Litar ini boleh dibina dengan papan Arduino Uno rev3, n saluran mosfet, kipas dc tanpa berus dan wayar penyambung.

MOSFET yang digunakan dalam litar ini ialah MOSFET saluran N 2N7000 dan ia adalah jenis peningkatan oleh itu kita harus menetapkan pin output Arduino kepada tinggi untuk memberikan kuasa kepada kipas.

Sambungan litar ini mengikut seperti;

• Sambungkan pin sumber MOSFET ke GND
• Pin pintu MOSFET disambungkan ke pin 2 Arduino.
• Pin longkang MOSFET ke wayar warna hitam kipas.
• Wayar warna merah kipas dc tanpa berus disambungkan ke rel positif papan roti.
• Sambungan tambahan perlu diberikan dari pin Arduino 5V ke rel positif papan roti.

Secara amnya, MOSFET digunakan untuk menukar & menguatkan isyarat. Dalam contoh ini, mosfet ini digunakan sebagai suis yang merangkumi tiga terminal seperti pintu pagar, punca & longkang. MOSFET saluran n ialah satu jenis peranti terkawal voltan dan MOSFET ini tersedia dalam dua jenis mosfet peningkatan dan mosfet penyusutan.

Secara amnya, MOSFET tambahan dimatikan sebaik sahaja Vgs (voltan sumber pintu) ialah 0V, oleh itu voltan harus disediakan ke terminal get supaya arus mengalir ke seluruh saluran sumber parit. Manakala, MOSFET penyusutan biasanya dihidupkan sebaik sahaja Vgs (voltan sumber pintu) ialah 0V supaya arus mengalir sepanjang longkang ke saluran punca sehingga voltan +ve diberikan pada terminal get.

Kod

persediaan batal() {
// letakkan kod persediaan anda di sini, untuk dijalankan sekali:
pinMode(2, OUTPUT);

}

gelung kosong() {
// letakkan kod utama anda di sini, untuk dijalankan berulang kali:
digitalWrite(2, TINGGI);
kelewatan(5000);
digitalWrite(2, RENDAH);
kelewatan(5000);
}

Oleh itu, apabila bekalan 5v diberikan kepada terminal gerbang mosfet, kipas dc tanpa berus akan dihidupkan. Begitu juga apabila 0v diberikan kepada terminal gate mosfet maka kipas akan dimatikan.

Jenis MOSFET Saluran N

MOSFET saluran N ialah peranti terkawal voltan yang dikelaskan kepada dua jenis jenis peningkatan dan jenis penyusutan.

MOSFET Peningkatan Saluran N

MOSFET saluran N jenis penambahbaikan secara amnya dimatikan apabila voltan get ke punca adalah sifar volt, oleh itu voltan harus disediakan ke terminal get supaya arus membekalkan ke seluruh saluran sumber parit.

Cara kerja MOSFET peningkatan saluran adalah sama seperti MOSFET saluran p tambahan kecuali untuk pembinaan dan operasi. Dalam MOSFET jenis ini, substrat jenis p yang didop ringan boleh membentuk badan peranti. Kawasan punca & longkang didopkan dengan kekotoran jenis-n.

Di sini sumber & badan biasanya disambungkan ke terminal tanah. Sebaik sahaja kita menggunakan voltan positif pada terminal get maka pembawa cas minoriti substrat jenis p akan menarik ke arah terminal get kerana kepositifan get & kesan kapasitif setara.

Pembawa cas majoriti seperti elektron dan pembawa cas minoriti substrat jenis-p akan tertarik ke arah terminal get supaya ia membentuk lapisan ion terbongkar negatif di bawah lapisan dielektrik dengan menggabungkan semula elektron dengan lubang.

Jika kita meningkatkan voltan gerbang positif secara berterusan, proses penggabungan semula akan menjadi tepu selepas paras voltan ambang maka pembawa cas seperti elektron akan mula terkumpul di tempat itu untuk membentuk saluran pengalir elektron bebas. Elektron bebas ini juga akan datang dari sumber doped yang banyak dan mengalirkan kawasan jenis-n.

Jika kita menggunakan voltan +ve pada terminal longkang maka aliran arus akan berada di sepanjang saluran. Jadi rintangan saluran akan bergantung pada pembawa cas percuma seperti elektron dalam saluran & sekali lagi elektron ini akan bergantung pada potensi get peranti dalam saluran. Apabila kepekatan elektron bebas membentuk saluran & aliran arus ke seluruh saluran akan dipertingkatkan kerana peningkatan voltan get.

N Pengurangan Saluran MOSFET

Secara amnya, MOSFET ini diaktifkan apabila voltan pada pintu masuk ke punca ialah 0V, oleh itu bekalan arus dari longkang ke saluran punca sehingga voltan positif dikenakan pada terminal get (G). MOSFET penyusutan saluran N berfungsi adalah berbeza berbanding dengan MOSFET peningkatan saluran n. Dalam MOSFET ini, substrat yang digunakan ialah semikonduktor jenis-p.

Dalam MOSFET ini, kedua-dua kawasan sumber & longkang adalah semikonduktor jenis-n yang didopkan banyak. Jurang antara kedua-dua kawasan sumber & saliran disebarkan melalui kekotoran jenis-n.

Sebaik sahaja kami menggunakan perbezaan potensi antara terminal sumber & longkang, arus mengalir ke seluruh kawasan n substrat. Apabila kita menggunakan voltan -ve pada terminal get maka pembawa cas seperti elektron akan dimansuhkan & dialihkan ke bawah di kawasan-n tepat di bawah lapisan dielektrik silikon dioksida.

Akibatnya, akan terdapat lapisan ion terbongkar positif di bawah lapisan dielektrik SiO2. Jadi dengan cara ini, penyusutan pembawa caj akan berlaku dalam saluran. Oleh itu, kekonduksian keseluruhan saluran akan berkurangan.

Dalam keadaan ini, apabila voltan yang sama dikenakan pada terminal longkang, maka arus di longkang akan berkurangan. Di sini kita telah memerhatikan bahawa arus longkang boleh dikawal dengan menukar penyusutan pembawa cas dalam saluran, jadi ia dikenali sebagai MOSFET penyusutan.

Di sini, pintu pagar berada dalam potensi -ve longkang berada dalam potensi +ve & punca berada pada potensi '0'. Akibatnya, perbezaan voltan adalah lebih di antara longkang ke pintu gerbang daripada sumber ke pintu gerbang, oleh itu lebar lapisan susutan lebih ke arah longkang daripada sumber.

Perbezaan antara MOSFET Saluran N dan MOSFET Saluran P

Perbezaan antara saluran n dan saluran p mosfet termasuk yang berikut.

Cara Menguji MOSFET Saluran N

Langkah-langkah yang terlibat dalam menguji MOSFET saluran N dibincangkan di bawah.

• Untuk menguji MOSFET saluran n, multimeter analog digunakan. Untuk itu, kita perlu meletakkan tombol dalam julat 10K.
• Untuk menguji MOSFET ini, letakkan terlebih dahulu probe hitam pada pin saliran MOSFET dan probe merah pada pin get untuk melepaskan kemuatan dalaman dalam MOSFET.
• Selepas itu, gerakkan kuar warna merah ke pin sumber manakala kuar hitam masih berada pada pin longkang
• Gunakan jari kanan untuk menyentuh kedua-dua pintu pagar & pin longkang supaya kita dapat memerhatikan bahawa penunjuk multimeter analog akan membelok ke julat tengah skala meter.
• Keluarkan probe merah multimeter & juga jari kanan dari pin sumber MOSFET kemudian sekali lagi letakkan jari pada probe merah & pin sumber, penunjuk akan tetap berada di tengah skala multimeter.
• Untuk menunaikannya, kita perlu menanggalkan kuar merah & hanya sekali sentuh pada pin pintu. Akhirnya, ini akan menyahcas semula kapasiti dalaman.
• Kini, kuar merah perlu digunakan sekali lagi untuk menyentuh pin sumber, maka penunjuk multimeter tidak akan melencong sama sekali kerana sebelum ini anda telah melepaskannya dengan hanya menyentuh pin pintu.

Ciri-ciri

MOSFET saluran N mempunyai dua ciri seperti ciri longkang dan ciri pemindahan.

Ciri-ciri longkang

Ciri-ciri longkang mosfet saluran-N termasuk yang berikut.

• Ciri-ciri longkang mosfet saluran n diplotkan di antara arus keluaran & VDS yang dikenali sebagai VDS voltan longkang ke punca.
• Seperti yang dapat kita lihat dalam rajah, untuk nilai Vgs yang berbeza, kita plot nilai semasa. Jadi kita boleh melihat plot arus longkang yang berbeza dalam rajah seperti nilai Vgs terendah, nilai Vgs maksimum, dsb.
• Dalam ciri-ciri di atas, arus akan kekal malar selepas beberapa voltan longkang. Oleh itu, voltan minimum untuk longkang ke punca diperlukan untuk berfungsi MOSFET.
• Jadi, apabila kita meningkatkan 'Vgs' maka lebar saluran akan meningkat & yang menghasilkan lebih banyak ID (arus longkang).

Ciri-ciri Pemindahan

Ciri-ciri pemindahan mosfet saluran-N termasuk yang berikut.

• Ciri-ciri pemindahan juga dikenali sebagai lengkung transkonduktans yang diplot di antara voltan masukan (Vgs) dan arus keluaran (ID).
• Pada mulanya, apabila tiada get ke sumber voltan (Vgs) maka arus yang sangat kurang akan mengalir seperti dalam amp mikro.
• Sebaik sahaja voltan get ke punca positif, arus longkang beransur-ansur meningkat.
• Selepas itu, terdapat peningkatan pantas dalam arus longkang bersamaan dengan peningkatan dalam vgs.
• Arus saliran boleh dicapai melalui Id= K (Vgsq- Vtn)^2.

Aplikasi

The aplikasi n saluran mosfe t termasuk yang berikut.

• MOSFET ini kerap digunakan dalam aplikasi peranti voltan rendah seperti jambatan penuh dan susunan jambatan B6 menggunakan motor & sumber DC.
• MOSFET ini membantu dalam menukar bekalan negatif untuk motor ke arah sebaliknya.
• MOSFET saluran-n beroperasi di kawasan tepu & terputus. maka ia bertindak seperti litar pensuisan.
• MOSFET ini digunakan untuk menukar LAMPU atau LED kepada HIDUP/MATI.
• Ini lebih disukai dalam aplikasi semasa tinggi.

Oleh itu, ini adalah mengenai gambaran keseluruhan n saluran MOSFET – berfungsi dengan aplikasi. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah saluran p mosfet?