کیا MOSFET AC ہے یا DC؟

طاقت اور سگنل کنٹرول میں MOSFETS کا کردار

جدید الیکٹرانکس کی دنیا میں ، MOSFET  (دھات-آکسائڈ-سیمیکمڈکٹر فیلڈ اثر ٹرانجسٹر) ایک انتہائی ورسٹائل اور تنقیدی اجزاء میں سے ایک ہے۔ لیپ ٹاپ اور اسمارٹ فونز سے لے کر برقی گاڑیوں ، صنعتی آٹومیشن سسٹم ، اور قابل تجدید توانائی کے انورٹرز تک ہر چیز میں پایا جاتا ہے ، MOSFETS سوئچنگ ، ​​پرورش ، اور عین مطابق توانائی سے موثر سرکٹ کنٹرول کے لئے ضروری ہیں۔

ایک سوال جو طلباء ، انجینئروں اور الیکٹرانکس کے شوقین افراد کے مابین اکثر پیدا ہوتا ہے: 'کیا موسفٹ اے سی یا ڈی سی ہے؟ '  یہ اس حقیقت سے پیدا ہوتا ہے کہ MOSFETs براہ راست موجودہ (DC) اور متبادل موجودہ (AC) ایپلی کیشنز میں ظاہر ہوتا ہے ، اکثر ایک ہی نظام کے اندر۔ امتیاز کو سمجھنے کے لئے نہ صرف MOSFET کے جسمانی طرز عمل کو جاننے کی ضرورت ہوتی ہے بلکہ جس طرح یہ سرکٹ وولٹیج ، موجودہ اور تعدد کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔

یہ جامع گائیڈ دریافت کرے گا کہ MOSFETS DC اور AC سسٹم میں کس طرح کام کرتا ہے ، طرز عمل میں اختلافات کی وضاحت کرتا ہے ، اور دیئے گئے درخواست کے لئے صحیح MOSFET کے انتخاب کے بارے میں تفصیلی تکنیکی بصیرت فراہم کرتا ہے۔ اس مضمون کے اختتام تک ، قارئین نہ صرف یہ سمجھیں گے کہ آیا ایک MOSFET AC یا DC ہے ، بلکہ جدید الیکٹرانکس ڈیزائن میں اس کی استعداد بھی ، اور یہ کس طرح کارکردگی اور سگنل کی سالمیت میں معاون ہے۔

 

ایک MOSFET کیا ہے؟ ایک تکنیکی جائزہ

اس سے پہلے کہ کوئی MOSFET AC یا DC ہے ، اس کے داخلی ڈھانچے ، آپریشنل اصولوں اور بجلی کی خصوصیات کو سمجھنا ضروری ہے۔

ایک MOSFET ایک وولٹیج کے زیر کنٹرول سیمیکمڈکٹر ڈیوائس ہے جو دو ٹرمینلز کے مابین موجودہ بہاؤ کو منظم کرتا ہے: ماخذ (زبانیں) اور ڈرین (D)۔ گیٹ (جی) ٹرمینل ، ایک پتلی موصلیت والے آکسائڈ پرت کے ذریعہ چینل سے الگ ہوجاتا ہے ، اس بہاؤ کو کنٹرول کرتا ہے۔ بی جے ٹی ایس (بائپولر جنکشن ٹرانجسٹرس) کے برعکس ، جو موجودہ کنٹرول ہیں ، MOSFETs وولٹیج سے چلنے والے ہیں ، جس سے تیز رفتار آپریشن اور بجلی کی کھپت کو کم کرنے کی اجازت ملتی ہے۔

MOSFETS دونوں ینالاگ اور ڈیجیٹل سرکٹس میں نافذ کیا جاسکتا ہے ، اور وہ اعلی سوئچنگ اسپیڈ ، لو گیٹ ڈرائیو ، اور کم سے کم ترسیل کے نقصانات کی ضرورت ہوتی ہے۔

 

MOSFET ڈھانچہ اور ٹرمینلز

ایک معیاری MOSFET چار ٹرمینلز پر مشتمل ہے:

• ماخذ (زبانیں):  چارج کیریئر کے لئے انٹری پوائنٹ ؛ عام طور پر زمین یا حوالہ وولٹیج سے جڑا ہوا ہے۔

• ڈرین (د):  کیریئر کے لئے باہر نکلیں۔ بوجھ یا زیادہ صلاحیت سے مربوط ہوتا ہے۔

• گیٹ (جی):  الیکٹرک فیلڈ کے ذریعہ چینل کی چالکتا کو کنٹرول کرتا ہے۔ گیٹ موصلیت کی وجہ سے آپریشن کے لئے کم سے کم موجودہ کی ضرورت ہے۔

• باڈی/سبسٹریٹ (بی):  اکثر اندرونی طور پر ماخذ سے جڑا ہوتا ہے۔ پرجیوی اہلیت اور دہلیز وولٹیج پر اثر انداز ہوتا ہے۔

گیٹ اور چینل کے مابین سلیکن ڈائی آکسائیڈ (SIO₂) موصلیت والی پرت موجودہ بہاؤ پر عین مطابق وولٹیج کنٹرول کی اجازت دیتی ہے۔ یہ ڈیزائن اعلی تعدد پر بھی اعلی ان پٹ رکاوٹ ، کم بجلی کی کھپت ، اور موثر سوئچنگ کے قابل بناتا ہے۔

 

MOSFET آپریٹنگ موڈز

MOSFETs تین اہم خطوں میں کام کرتے ہیں ، جو ان کی فعالیت کو حکم دیتے ہیں۔

• کٹ آف موڈ:  گیٹ وولٹیج دہلیز وولٹیج (VTH) کے نیچے ہے۔ MOSFET آف ہے ، اور نالی اور ماخذ کے مابین نہ ہونے کے برابر بہاؤ۔

• لکیری/ٹرائیڈ وضع:  گیٹ وولٹیج دہلیز سے زیادہ ہے لیکن MOSFET ایک چھوٹی سی ڈرین سورس وولٹیج کے ساتھ کام کرتا ہے۔ یہ ایک متغیر ریزسٹر کی طرح کام کرتا ہے ، جس میں گیٹ وولٹیج کے تناسب سے موجودہ کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔

• سنترپتی/ایکٹو وضع:  چینل کو مکمل طور پر کھولنے کے لئے گیٹ وولٹیج کافی ہے ، جس سے زیادہ سے زیادہ موجودہ بہاؤ کی اجازت دی جاسکتی ہے ، جو سوئچنگ یا پرورش کے ل ideal مثالی ہے۔

AC بمقابلہ DC سرکٹس میں MOSFET طرز عمل کی پیش گوئی کرنے کے لئے ان طریقوں کو سمجھنا ضروری ہے۔ موڈ کا انتخاب اس بات پر منحصر ہے کہ آیا آلہ تیز رفتار سوئچنگ یا سگنل ماڈلن کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

 

MOSFETS کا ڈی سی آپریشن

MOSFETS DC سرکٹس میں بڑے پیمانے پر الیکٹرانک سوئچ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ ان ایپلی کیشنز میں ، بنیادی مقصد یہ ہے کہ اعلی کارکردگی اور کم سے کم توانائی کے نقصان والے بوجھ پر مستقل وولٹیج ماخذ کے بہاؤ کو کنٹرول کرنا ہے۔

کس طرح MOSFETS DC پاور کو کنٹرول کرتا ہے

ڈی سی ایپلی کیشنز میں ، گیٹ پر وولٹیج کا اطلاق یا تو ماخذ اور نالی کے درمیان چینل کو کھولتا ہے یا بند کرتا ہے:

• این چینل میں اضافہ MOSFET:  کرانے کے لئے ماخذ کے مقابلے میں ایک مثبت گیٹ وولٹیج کی ضرورت ہے۔

• پی چینل میں اضافہ MOSFET:  ماخذ کے مقابلہ میں منفی گیٹ وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔

ریاستوں میں اور آف ریاستوں کے مابین تیزی سے سوئچ کرنے کی MOSFET کی صلاحیت اسے ڈی سی سرکٹس کے لئے مثالی بناتی ہے جہاں عین مطابق بجلی کا کنٹرول ضروری ہے۔ یہ تیز رفتار سوئچنگ توانائی کے نقصان کو کم کرتی ہے اور نظام کی مجموعی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے ، خاص طور پر اعلی موجودہ ایپلی کیشنز میں۔

ڈی سی آپریشن میں برقی خصوصیات

• تھریشولڈ وولٹیج (VTH):  MOSFET کو آن کرنے کے لئے کم سے کم گیٹ وولٹیج کی ضرورت ہے۔

• آر ڈی ایس (آن):  جب مکمل طور پر انعقاد کرتے ہو تو MOSFET چینل کی مزاحمت ؛ ترسیل کے نقصانات کو متاثر کرتا ہے۔

• گیٹ چارج (کیو جی):  اس بات کا تعین کرتا ہے کہ MOSFET کتنی تیزی سے سوئچ کرسکتا ہے۔ کم چارج اعلی تعدد آپریشن کی اجازت دیتا ہے۔

ان پیرامیٹرز کو کنٹرول کرکے ، انجینئر اعلی کارکردگی ، تھرمل استحکام ، اور کم سے کم برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) کے ساتھ ڈی سی سرکٹس کو ڈیزائن کرسکتے ہیں۔

عام ڈی سی ایپلی کیشنز

• بجلی کی فراہمی اور DC-DC کنورٹرز:  کم سے کم گرمی کے ساتھ وولٹیج کو موثر انداز میں منظم کریں۔

• بیٹری مینجمنٹ سسٹم:  بیٹریوں کی حفاظت کریں اور ای وی میں چارجنگ/ڈسچارجنگ کا انتظام کریں۔

• موٹرز اور ایکچیوٹرز:  پلس کی چوڑائی ماڈیول (پی ڈبلیو ایم) عین رفتار اور ٹارک کنٹرول کی اجازت دیتا ہے۔

• ایل ای ڈی ڈرائیور:  اعلی کارکردگی لائٹنگ ایپلی کیشنز کے لئے مستحکم موجودہ کو برقرار رکھیں۔

ڈی سی سرکٹس میں MOSFETs کے استعمال کے فوائد

• کم ترسیل کا نقصان:  اعلی الیکٹران کی نقل و حرکت مزاحم نقصانات کو کم کرتی ہے۔

• اعلی سوئچنگ کی رفتار:  تیز رفتار PWM اور موثر بجلی کے تبادلوں کو قابل بناتا ہے۔

• کمپیکٹ ڈیزائن:  اعلی کثافت والے الیکٹرانک آلات کی حمایت کرتا ہے۔

• کم سے کم ان پٹ پاور:  وولٹیج کے زیر کنٹرول گیٹس کو کنٹرول کے ل little کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے ، کارکردگی کو بہتر بنانا۔

موازنہ جدول: DC سسٹم میں MOSFET بمقابلہ مکینیکل سوئچ

خصوصیت	موسفٹ	مکینیکل سوئچ
سوئچنگ اسپیڈ	نانو سیکنڈ	ملی سیکنڈ
بجلی کا نقصان	کم	اعلی
سائز	کمپیکٹ	بہت بڑا
زندگی بھر	لاکھوں سائیکل	مکینیکل لباس کے ذریعہ محدود
کنٹرول	وولٹیج کے کنٹرول میں	دستی یا الیکٹرو مکینیکل

 

AC سرکٹس میں MOSFET سلوک

اگرچہ MOSFETs عام طور پر DC ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں ، وہ AC سگنل کنٹرول اور پرورش میں بھی اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

کیا MOSFETS AC سگنلز کو سنبھال سکتا ہے؟

MOSFETS فطری طور پر AC پیدا نہیں کرتا ہے ، اور نہ ہی وہ متبادل کو آسان سوئچ کے طور پر تبدیل کرتے ہیں۔ اس کے بجائے ، وہ وقتی طور پر مختلف گیٹ وولٹیج کے جواب میں موجودہ بہاؤ کو مختلف کرکے AC سگنلز کو ماڈیول یا بڑھا دیتے ہیں۔

AC سرکٹس میں ، MOSFETs لکیری (ٹرائیڈ) وضع میں کام کرتے ہیں ، جس سے آؤٹ پٹ موجودہ ان پٹ سگنل کی مختلف حالتوں پر عمل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

وہ بڑے پیمانے پر آڈیو پروردن ، آر ایف سرکٹس ، اور ینالاگ ماڈیولیشن سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں ، جہاں سگنل طول و عرض اور ویوفارم کا عین مطابق کنٹرول ضروری ہے۔

MOSFETS AC سگنلز کے ساتھ کیسے کام کرتا ہے

AC وولٹیج کو جوڑے کیپسیٹرز کے ذریعے گیٹ پر لگایا جاتا ہے۔

MOSFET کی ترسیل گیٹ وولٹیج ویوفارم کے متناسب طور پر مختلف ہوتی ہے۔

آؤٹ پٹ سگنل AC ان پٹ کو آئینہ دیتا ہے ، جس سے پروردن یا ویوفارم کی تشکیل کی اجازت ہوتی ہے۔

چھوٹے سگنل ماڈلز اور ٹرانسکنڈکنسٹی (جی ایم) AC طرز عمل کی مقدار کو درست کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ ٹرانسکنڈکٹینس ان پٹ وولٹیج کی تبدیلی میں آؤٹ پٹ موجودہ تبدیلی کے تناسب کی وضاحت کرتا ہے ، جو AC ڈیزائن میں ایک اہم پیرامیٹر ہے۔

عام AC ایپلی کیشنز

آڈیو اور آر ایف یمپلیفائر

سگنل ماڈلن سرکٹس

ینالاگ فلٹرز اور آسکیلیٹرز

کم شور مواصلاتی آلات

 

موازنہ: AC VS DC MOSFET آپریشن

خصوصیت	ڈی سی ایپلی کیشن	AC درخواست
آپریٹنگ موڈ	سوئچنگ (آن/آف)	لکیری پروردن / ماڈلن
کنٹرول	گیٹ وولٹیج ٹوگل ٹوگل	گیٹ وولٹیج آؤٹ پٹ ویوفارم کو ماڈیول کرتا ہے
بجلی کی سطح	اعلی (پاور الیکٹرانکس)	کم (سگنل پروسیسنگ)
ویوفارم	مستقل یا نبض ڈی سی	سینوسائڈیل یا باری باری
مثال	موٹر کنٹرولرز ، کنورٹرز	آڈیو یمپلیفائر ، آر ایف ٹرانسمیٹر

 

AC-DC تبادلوں کے سرکٹس میں MOSFETS

اگرچہ ایک MOSFET براہ راست AC کو DC یا اس کے برعکس تبدیل نہیں کرتا ہے ، لیکن یہ تبادلوں کے سرکٹس میں بہت ضروری ہے۔

ریکٹفیئرز (AC → DC)

MOSFETS اعلی کارکردگی کے ل diods ڈایڈس کی جگہ لے کر ہم آہنگی کی اصلاحات کے طور پر کام کرتا ہے۔

کم RDS (آن) اور تیز تر منتقلی کی وجہ سے سوئچنگ نقصانات کو کم سے کم کیا جاتا ہے۔

نظام کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے ، خاص طور پر اعلی طاقت والے AC-DC کنورٹرز میں۔

inverters (DC → AC)

MOSFETS AC ویوفارم تیار کرنے کے لئے تیزی سے DC کو سوئچ کرتا ہے۔

شمسی انورٹرز ، یو پی ایس سسٹمز ، اور موٹر ڈرائیوز میں استعمال کیا جاتا ہے۔

اعلی سوئچنگ کی رفتار ہارمونک مسخ کو کم کرتی ہے اور ویوفارم وفاداری کو بہتر بناتی ہے۔

بلاک ڈایاگرام:  DC ان پٹ → MOSFET سوئچنگ → PWM → AC آؤٹ پٹ

 

MOSFET کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے کلیدی پیرامیٹرز

پیرامیٹر	ڈی سی میں اثر	AC میں اثر
تھریشولڈ وولٹیج (Vth)	سوئچنگ پر/آف کا تعین کرتا ہے	لکیری آپریٹنگ رینج کی وضاحت کرتا ہے
آر ڈی ایس (آن)	ترسیل کے نقصان کو متاثر کرتا ہے	چھوٹے سگنل آپریشن میں کم اہم
گیٹ کیپسیٹینس	حدود سوئچنگ کی رفتار	اعلی تعدد کے ردعمل کو متاثر کرتا ہے
ٹرانسکنڈکنس (جی ایم)	کم سے کم اثر	امپلیفیکیشن گین کا تعین کرتا ہے
تھرمل مزاحمت	پاور ہینڈلنگ پر اثر انداز ہوتا ہے	بوجھ کے تحت لکیریٹی اور استحکام کو متاثر کرتا ہے

محتاط پیرامیٹر کا انتخاب یقینی بناتا ہے کہ AC اور DC دونوں ایپلی کیشنز میں MOSFETs موثر اور قابل اعتماد ہیں۔

 

الیکٹرانکس میں عملی فعالیت

ڈی سی وضع

MOSFET ایک سوئچ کے طور پر کام کرتا ہے ، اور موجودہ بہاؤ کو موثر انداز میں بوجھ پر کنٹرول کرتا ہے۔

کم سے کم نقصانات کے ساتھ اعلی موجودہ اور وولٹیج کی سطح کو سنبھال سکتا ہے۔

اے سی وضع

ان پٹ AC وولٹیج کے تناسب میں موجودہ کو ماڈیول کرتے ہوئے ، لکیری موڈ میں کام کرتا ہے۔

مواصلات اور آڈیو سسٹم میں اہم ، سگنل پروردن اور ماڈلن کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

ہائبرڈ ایپلی کیشنز

بہت سے سسٹم ، جیسے انورٹرز ، AC اور DC کی خصوصیات کو یکجا کرتے ہیں۔

MOSFETs AC آؤٹ پٹ ویوفارمز کو موثر انداز میں تشکیل دیتے ہوئے ڈی سی سپلائی کا انتظام کرتے ہیں۔

 

MOSFET ایپلی کیشنز میں جدید رجحانات

وسیع بینڈ گیپ موسفٹ (sic اور gan)

اعلی وولٹیج ، تعدد اور درجہ حرارت کی حمایت کریں۔

ہائبرڈ اے سی/ڈی سی سسٹم کے لئے مثالی ، جیسے الیکٹرک وہیکل انورٹرز اور قابل تجدید توانائی کے حل۔

کارکردگی کو بہتر بنائیں ، نظام کے سائز کو کم کریں ، اور تیز رفتار سوئچنگ کو قابل بنائیں۔

اسمارٹ پاور ماڈیولز

آسان سسٹم ڈیزائن کے لئے ایم او ایس ایف ای ٹی کو کنٹرول آئی سی کے ساتھ جوڑیں۔

جزو کی گنتی کو کم کریں ، توانائی کی کارکردگی کو بڑھا دیں ، اور عین مطابق بجلی کے انتظام کی حمایت کریں۔

 

نتیجہ

ایک موسفٹ خود ہی نہ تو سختی سے AC ہے اور نہ ہی DC۔ اس کا طرز عمل سرکٹ ترتیب پر منحصر ہے:

ڈی سی سرکٹس میں ، یہ تیز ، موثر سوئچ کے طور پر کام کرتا ہے۔

AC سرکٹس میں ، یہ ایک لکیری یمپلیفائر یا ماڈیولیٹر کے طور پر کام کرتا ہے ، سگنل کی تشکیل یا وسعت بخشتا ہے۔

MOSFETS کی استعداد انہیں جدید الیکٹرانکس میں ، پاور مینجمنٹ سے لے کر سگنل پروسیسنگ اور اعلی کارکردگی والے توانائی کے نظام تک ناگزیر بناتی ہے۔ قابل اعتماد MOSFET حل اور ماہر تکنیکی مدد کے لئے ، جیانگسو ڈونگھائی سیمیکمڈکٹر کمپنی ، لمیٹڈ اے سی اور ڈی سی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کے لئے موزوں جدید سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز پیش کرتا ہے۔

 

عمومی سوالنامہ

Q1: کیا MOSFET AC یا DC سرکٹس کے لئے استعمال ہوتا ہے؟
A: MOSFETS دونوں میں کام کرسکتا ہے۔ ڈی سی سرکٹس میں ، وہ سوئچ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ AC سرکٹس میں ، وہ سگنلز کو ماڈیول یا بڑھا دیتے ہیں۔

Q2: کیا ایک MOSFET AC کو DC میں تبدیل کرسکتا ہے؟
A: براہ راست نہیں ، لیکن MOSFETS AC-DC تبادلوں کے سرکٹس جیسے مطابقت پذیر ریکٹفایرس میں ضروری ہے۔

Q3: ڈی سی سرکٹس کے لئے این چینل موسفٹ کو کیوں ترجیح دی جاتی ہے؟
A: الیکٹران کی نقل و حرکت سوراخ کی نقل و حرکت سے زیادہ ہے ، مزاحمت کو کم کرتی ہے اور کارکردگی کو بہتر بناتی ہے۔

Q4: کیا MOSFETS اعلی تعدد AC سگنل سنبھال سکتا ہے؟
A: ہاں ، خاص طور پر SIC اور گان موسفٹ تیز رفتار آپریشن کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

Q5: اگر AC MOSFET گیٹ پر AC کا اطلاق ہوتا ہے تو کیا ہوتا ہے؟
A: اگر صحیح طریقے سے متعصب ہے تو ، یہ آؤٹ پٹ کو ماڈیول کرسکتا ہے۔ غلط تعصب سے خرابی یا نقصان ہوسکتا ہے۔

Q6: لکیری AC ایپلی کیشنز کے لئے کون سی MOSFET قسم مثالی ہے؟
A: کمی موڈ یا لکیری موڈ MOSFETS کم سے کم مسخ کے ساتھ ہموار وسعت فراہم کرتا ہے۔