MOSFET के संचालन के तीन तरीके क्या हैं?

जब आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की बात आती है, तो MOSFET मोबाइल फोन से लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों तक हर चीज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। MOSFET (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में पावर स्विचिंग और एम्प्लीफिकेशन की रीढ़ है। चाहे आप सोलर इन्वर्टर डिज़ाइन कर रहे हों, लिथियम बैटरी प्रबंधन प्रणाली का निर्माण कर रहे हों, या इलेक्ट्रिक वाहन चार्जर पर काम कर रहे हों, यह समझना कि MOSFET कैसे काम करता है - और अधिक विशेष रूप से, ऑपरेशन के तीन तरीके - आवश्यक है।

इस लेख में, हम MOSFET ऑपरेशन के तीन प्राथमिक तरीकों को तोड़ेंगे, इसकी संरचना, प्रकार और अनुप्रयोगों का पता लगाएंगे, और विश्लेषण करेंगे कि यह बहुमुखी उपकरण वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों में कैसे कार्य करता है। हम एसजीटी एमओएसएफईटी और एन्हांसमेंट मोड एमओएसएफईटी सहित नवीनतम प्रौद्योगिकियों का भी पता लगाएंगे, और जियांगसू डोंगहाई सेमीकंडक्टर जैसी कंपनियां इस क्षेत्र में कैसे नवाचार कर रही हैं।

MOSFET की मूल बातें समझना

MOSFET एक अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को स्विच करने और बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसकी उच्च दक्षता, तेज़ स्विचिंग गति और छोटे आकार के कारण इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। डिवाइस में तीन टर्मिनल हैं- गेट, ड्रेन और सोर्स- और यह गेट टर्मिनल पर लागू वोल्टेज के आधार पर संचालित होता है।

संचालन के तीन तरीकों पर विचार करने से पहले, यह समझना महत्वपूर्ण है कि MOSFETs विभिन्न प्रकारों में आते हैं, जैसे:

• एन-चैनल और पी-चैनल एमओएसएफईटी

• कमी मोड और वृद्धि मोड MOSFETs

• एसजीटी एमओएसएफईटी (शील्डेड गेट ट्रेंच) सहित पावर एमओएसएफईटी

आप जियांग्सू डोंगहाई सेमीकंडक्टर की आधिकारिक साइट पर MOSFETs के विभिन्न उत्पाद प्रकारों का पता लगा सकते हैं:

MOSFET के संचालन के तीन तरीके

प्रत्येक MOSFET उसके टर्मिनलों के बीच लागू वोल्टेज के आधार पर तीन प्राथमिक मोड में काम करता है: कट-ऑफ, ट्रायोड (रैखिक), और संतृप्ति (सक्रिय)। कुशल सर्किट डिजाइन करने के लिए इन मोड को समझना महत्वपूर्ण है।

संचालन का तरीका	गेट-सोर्स वोल्टेज (वीजीएस)	ड्रेन-सोर्स वोल्टेज (वीडीएस)	विवरण
काट दिया	वीजीएस <वीथ	कोई	MOSFET बंद है. कोई करंट प्रवाहित नहीं होता.
ट्रायोड (रैखिक)	वीजीएस > वीथ, वीडीएस < वीजीएस - वीथ	कम	MOSFET एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है। एनालॉग सर्किट में उपयोग किया जाता है।
संतृप्ति (सक्रिय)	वीजीएस > वीथ, वीडीएस ≥ वीजीएस - वीथ	उच्च	MOSFET पूरी तरह से चालू है। एप्लिकेशन स्विच करने के लिए आदर्श.

आइए प्रत्येक विधा को सरल शब्दों में जानें:

1. कट-ऑफ मोड

इस मोड में, गेट-टू-सोर्स वोल्टेज (Vgs) थ्रेशोल्ड वोल्टेज (Vth) से कम है। MOSFET बंद रहता है, एक खुले स्विच की तरह काम करता है। नाली से स्रोत की ओर कोई धारा प्रवाहित नहीं हो रही है। यह मोड डिजिटल लॉजिक सर्किट में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जहां एक स्पष्ट चालू/बंद स्थिति आवश्यक है।

2. ट्रायोड मोड (रैखिक मोड)

जब गेट वोल्टेज थ्रेशोल्ड से अधिक होता है, और ड्रेन वोल्टेज गेट वोल्टेज माइनस थ्रेशोल्ड से कम होता है, तो MOSFET एक परिवर्तनीय अवरोधक की तरह कार्य करता है। इस मोड का उपयोग एनालॉग अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां सटीक वोल्टेज नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जैसे मोटर ड्राइव या एम्पलीफायर।

3. संतृप्ति मोड (सक्रिय मोड)

यहां, MOSFET पूरी तरह से चालू है। Vgs, Vth से अधिक है, और Vds, Vgs - Vth से अधिक है। ड्रेन धारा स्थिर और वीडीएस से स्वतंत्र हो जाती है। डीसी-डीसी कन्वर्टर्स, इनवर्टर और बिजली आपूर्ति जैसे अनुप्रयोगों को स्विच करने के लिए यह सबसे आम मोड है।

MOSFET प्रकार, कार्य, संरचना और अनुप्रयोग

MOSFETs के प्रकार

MOSFETs कई प्रकार के होते हैं, प्रत्येक को विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है:

• एन्हांसमेंट मोड MOSFET: सबसे सामान्य प्रकार, आमतौर पर Vgs = 0 होने पर बंद हो जाता है।

• कमी मोड MOSFET: सामान्य रूप से चालू, और बंद करने के लिए रिवर्स गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

• SGT MOSFET: लो-वोल्टेज अनुप्रयोगों में बेहतर प्रदर्शन के लिए ट्रेंच संरचना का उपयोग करते हुए MOSFET की एक नई पीढ़ी।

संरचना और कार्यप्रणाली

MOSFET में एक अर्धचालक निकाय (आमतौर पर सिलिकॉन), एक इन्सुलेट परत (आमतौर पर सिलिकॉन डाइऑक्साइड), और एक प्रवाहकीय द्वार होता है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह नाली और स्रोत के बीच प्रवाहित होने वाली धारा को नियंत्रित करता है।

उदाहरण के लिए, ए एसजीटी एमओएसएफईटी (शील्डेड गेट ट्रेंच एमओएसएफईटी) ऑन-रेजिस्टेंस और गेट चार्ज को कम करने के लिए एक ट्रेंच संरचना का उपयोग करता है, जो इसे पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में उच्च दक्षता स्विचिंग के लिए आदर्श बनाता है।

डोंगहाई सेमीकंडक्टर एसजीटी एमओएसएफईटी सहित उन्नत एमओएसएफईटी प्रौद्योगिकियों में विशेषज्ञता रखता है, जो यहां उपलब्ध है:

MOSFETs के वास्तविक-विश्व अनुप्रयोग

MOSFETs आज हर जगह हैं, कई क्षेत्रों में बिजली उपकरण:

• सौर ऊर्जा प्रणालियों में उपयोग किये जाने वाले इनवर्टर

• ईवी मोटर नियंत्रक और बैटरी प्रबंधन

• उच्च आवृत्ति स्विचिंग बिजली की आपूर्ति

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे टीवी, एयर कंडीशनर और वैक्यूम क्लीनर

• वेल्डिंग मशीन और यूपीएस सिस्टम जैसे औद्योगिक उपकरण

डोंगहाई के MOSFET उत्पादों को इन क्षेत्रों में व्यापक रूप से अपनाया जाता है, जो उच्च उत्पादन मानकों और नवीन डिजाइनों से लाभान्वित होते हैं।

SGT MOSFETs गेम क्यों बदल रहे हैं?

SGT MOSFETs पावर सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी में एक सफलता है। उनकी खाई संरचना और संरक्षित गेट के लिए धन्यवाद, वे पेशकश करते हैं:

• कम ऑन-प्रतिरोध (Rds(on))

• स्विचिंग में उच्च दक्षता

• बेहतर थर्मल प्रदर्शन

• कम गेट चार्ज (क्यूजी)

ये फायदे एसजीटी एमओएसएफईटी को इन्वर्टर अनुप्रयोगों, इलेक्ट्रिक वाहनों और लिथियम बैटरी सिस्टम के लिए शीर्ष विकल्प बनाते हैं - इलेक्ट्रॉनिक्स में सबसे तेजी से बढ़ते बाजारों में से तीन।

डेटा तुलना: एसजीटी बनाम ट्रेंचएमओएस बनाम प्लानर एमओएसएफईटी

फ़ीचर	एसजीटी एमओएसएफईटी	ट्रेंचएमओएस	प्लानर एमओएसएफईटी
ऑन-रेज़िस्टेंस (Rds(on))	बहुत कम	कम	मध्यम
स्विचिंग गति	उच्च	मध्यम से उच्च	निचला
गेट चार्ज (क्यूजी)	कम	मध्यम	उच्च
लागत	मध्यम	कम	कम
अनुप्रयोग उपयुक्तता	ईवी, इन्वर्टर, बीएमएस	उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स	कम लागत वाले सर्किट

MOSFET विकास में रुझान

जैसे-जैसे दुनिया विद्युतीकरण और नवीकरणीय ऊर्जा की ओर बढ़ रही है, कुशल MOSFET समाधानों की मांग आसमान छू रही है। प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:

• ईवी और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के विकास के लिए उच्च दक्षता वृद्धि मोड MOSFETs की आवश्यकता है

• कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों में SGT MOSFET अपनाने में वृद्धि

• इन्वर्टर सिस्टम में कम नुकसान वाले MOSFETs की बढ़ती मांग

• उद्योग का रुझान SiC जैसे वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर्स की ओर है, जो मानक MOSFETs के पूरक हैं

डोंगहाई सेमीकंडक्टर उच्च विश्वसनीयता और स्केलेबिलिटी के साथ उन्नत MOSFET उत्पादों की पेशकश करके इन रुझानों के साथ तालमेल बनाए रख रहा है। सालाना 500 मिलियन उपकरणों की उनकी उत्पादन क्षमता वैश्विक मांग का समर्थन करती है, खासकर नई ऊर्जा, 5जी और स्मार्ट वाहनों जैसे उच्च विकास वाले उद्योगों के लिए।

इन्वर्टर अनुप्रयोगों में MOSFETs को एकीकृत करना

इन्वर्टर सर्किट डीसी को एसी में परिवर्तित करते हैं और सौर ऊर्जा प्रणालियों, ईवी ड्राइव और यूपीएस सिस्टम के केंद्र में हैं। इन्वर्टर अनुप्रयोगों के लिए सही MOSFET का चयन इस पर निर्भर करता है:

• वोल्टेज और वर्तमान आवश्यकताएँ

• आवृत्ति बदलना

• थर्मल प्रबंधन

• दक्षता लक्ष्य

डोंगहाई का MOSFET लाइनअप इन्वर्टर उपयोग के लिए अनुकूलित है, जिसमें कम आरडीएस (ऑन), बढ़ी हुई थर्मल स्थिरता और मजबूत पैकेजिंग (TO-220, TO-247, आदि) जैसी विशेषताएं हैं।

उदाहरण के लिए, TO-247 पैकेज्ड MOSFETs गर्मी अपव्यय के लिए अपने बड़े सतह क्षेत्र के कारण उच्च-शक्ति इन्वर्टर सर्किट के लिए आदर्श हैं।

क्यों डोंगहाई सेमीकंडक्टर एक विश्वसनीय MOSFET आपूर्तिकर्ता है

जियांग्सू डोंगहाई सेमीकंडक्टर कंपनी लिमिटेड एक अग्रणी चीनी निर्माता है:

• पावर डिवाइस अनुसंधान एवं विकास में 20+ वर्ष का अनुभव

• SGT MOSFET, IGBT और SiC प्रौद्योगिकियों में मजबूत विशेषज्ञता

• 15000 उत्पादन क्षेत्र और 500 मिलियन यूनिट वार्षिक क्षमता

• विश्वसनीयता, अनुप्रयोग और विफलता विश्लेषण परीक्षण के लिए उन्नत प्रयोगशालाएँ

• राष्ट्रीय उच्च तकनीक उद्यम और अनुसंधान एवं विकास केंद्र के रूप में मान्यता

उनके उत्पादों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• ईवी नियंत्रक और ऑनबोर्ड चार्जर

• सोलर इनवर्टर और लिथियम बीएमएस

• औद्योगिक ड्राइव और स्वचालन प्रणाली

• उपभोक्ता उपकरण और 5जी बुनियादी ढांचा

पूछे जाने वाले प्रश्न

A1: MOSFET के संचालन के तीन तरीके क्या हैं?
Q1: तीन मुख्य मोड कट-ऑफ (MOSFET बंद है), ट्रायोड (MOSFET एक अवरोधक की तरह कार्य करता है), और संतृप्ति (स्विचिंग के लिए MOSFET पूरी तरह से चालू है) हैं।

A2: एन्हांसमेंट मोड और डिप्लेशन मोड MOSFETs के बीच क्या अंतर है?
Q2: एन्हांसमेंट मोड MOSFETs सामान्य रूप से बंद होते हैं और चालू करने के लिए सकारात्मक गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है। कमी मोड MOSFETs सामान्य रूप से चालू होते हैं और बंद करने के लिए एक नकारात्मक गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

A3: इन्वर्टर अनुप्रयोगों के लिए कौन सा MOSFET सबसे अच्छा है?
Q3: SGT MOSFETs अपने कम ऑन-प्रतिरोध, तेज़ स्विचिंग और उच्च-शक्ति वातावरण में बेहतर दक्षता के कारण आदर्श हैं।

A4: डोंगहाई के MOSFETs को दूसरों से क्या अलग बनाता है?
Q4: डोंगहाई उन्नत पैकेजिंग और अत्याधुनिक ट्रेंच तकनीक के साथ उच्च-विश्वसनीयता, उच्च दक्षता वाले MOSFETs प्रदान करता है, जो ईवी, सौर इनवर्टर और औद्योगिक नियंत्रण के लिए उपयुक्त है।

A5: क्या मैं उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में डोंगहाई MOSFETs का उपयोग कर सकता हूँ?
Q5: हाँ, उनके MOSFETs का व्यापक रूप से टीवी, एयर कंडीशनर, बिजली उपकरण और स्मार्ट घरेलू उपकरणों में उपयोग किया जाता है।

MOSFET ऑपरेशन के तीन तरीकों को समझना बुनियादी सर्किट से लेकर उन्नत ऊर्जा प्रणालियों तक हर चीज पर काम करने वाले इंजीनियरों और डिजाइनरों के लिए मूलभूत है। चाहे आप एन्हांसमेंट मोड MOSFETs के साथ काम कर रहे हों, SGT MOSFETs के लाभों की खोज कर रहे हों, या इन्वर्टर अनुप्रयोगों के लिए उपकरणों का चयन कर रहे हों, सही घटक चुनना महत्वपूर्ण है।

जियांग्सू डोंगहाई सेमीकंडक्टर स्मार्ट इलेक्ट्रॉनिक्स, स्वच्छ ऊर्जा और कुशल बिजली रूपांतरण की बढ़ती जरूरतों को पूरा करने के लिए MOSFET समाधानों की एक पूरी श्रृंखला प्रदान करता है। एक मजबूत आर एंड डी टीम, उन्नत विनिर्माण और एक सिद्ध ट्रैक रिकॉर्ड के साथ, डोंघई विश्वसनीय, उच्च प्रदर्शन वाले अर्धचालक उपकरणों के लिए आपका पसंदीदा भागीदार है।