«~~||© ترانسيستور الـ (MOSFET—> D-MOSFET) دراسه اكاديميه و عمليه موسعه ©||~~»
وبعد
ان ارهقنى هذا الترانسيستور المدعو موسفت ولاننى اكتشفت ان ما درسته
وماقرائته فى مراجع الجامعه مختلف عن الواقع وخصوصا مع هذا الترانسيستور
ولو رجعتم الى الموضوع السابق الاشاره له ستجدون كم من المناقشات دار بينى
وبين المهندس ماجد عباس يوضح ان ما درسناه فى الجامعه كان غيض من فيض
وكنا نفتخر بالغاء اجزاء من المنهج وكنا نتمنى الغاء المنهج باكمله ...
عموما بعد بحث مطول وتجارب عده بفضل الله تمكنت من هذا الترانسيستور وقررت
ان اقوم بغلق هذا الباب وسيتم غلق مزيد من الابواب تباعاً ضمن برنامج هذه
السلسله،،
الدراسه ستكون اكاديميه عمليه باسلوب بسيط لن نغفل او نترك شىء مهم باذن الله ساقدم رؤيه جديده وحصريه للقريه الاليكترونيه واتمنى من الله عز وجل التوفيق لى ولكم .
بسم الله توكلنا على الله
فى البدايه يجب ان نعرف ماذا تعنى كلمه موسفت ..::MOSFET..::
تعنى هذه الكلمه
( MOSFET) (metal oxide semiconductor field-effect transistor)
اى ترانسيستور تاثير المجال المصنوع من الاوكسيد والمعدن واشباه الموصلات
طبعاً كل جزء له معنى سيتضح معنا فى السطور المقبله
ولهذا الترانسيستور نوعان هما الـ ( D-MOSFET )بمعنى((Depletion MOSFET))
اى ترانسيتسور تاثير المجال - معدن-اوكسيد- شبه موصل من النوع الاستنزافى او نوع النضوب
والنوع الاخر هو ( E-MOSFET ) بمعنى ( MOSFETEnhancement )
اى ترانسيستور تاثير المجال –معدن- اوكسيد – شبه موصل من النوع التعزيزى او المحسن وسنعرف لماذا لاحقاً
الدراسه ستكون اكاديميه عمليه باسلوب بسيط لن نغفل او نترك شىء مهم باذن الله ساقدم رؤيه جديده وحصريه للقريه الاليكترونيه واتمنى من الله عز وجل التوفيق لى ولكم .
بسم الله توكلنا على الله
فى البدايه يجب ان نعرف ماذا تعنى كلمه موسفت ..::MOSFET..::
تعنى هذه الكلمه
( MOSFET) (metal oxide semiconductor field-effect transistor)
اى ترانسيستور تاثير المجال المصنوع من الاوكسيد والمعدن واشباه الموصلات
طبعاً كل جزء له معنى سيتضح معنا فى السطور المقبله
ولهذا الترانسيستور نوعان هما الـ ( D-MOSFET )بمعنى((Depletion MOSFET))
اى ترانسيتسور تاثير المجال - معدن-اوكسيد- شبه موصل من النوع الاستنزافى او نوع النضوب
والنوع الاخر هو ( E-MOSFET ) بمعنى ( MOSFETEnhancement )
اى ترانسيستور تاثير المجال –معدن- اوكسيد – شبه موصل من النوع التعزيزى او المحسن وسنعرف لماذا لاحقاً
النوع الاول الـ ( D-MOSFET ) يمكن ان يعمل بطريقيتن او بمودين او جزئين مختلفين مختلفين وهما
(Enhancement part) و(Depletion part)
لذلك فهو يعرف باسم depletion/enhancement MOSFET
اما النوع المحسن لا يعمل الا ( Enhancement) فقط
طيب علشان ماحدش يتوه نشوف الصوره ال تحت هتخلى الامور اسهل ان شاء الله
تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 688 * 340.
اظن كدا اصبحت الامور اكثر وضوحاً تعالوا نتعرف بالنوع صاحب عنوان هذه المقاله وهو
الـ (Depletion MOSFET))
لكى نفهم الامور وتبدأ عجلات الفكربالدوران امام هذا الترانسيستور لابد من فهم التركيب الداخلى للموسفت وارجو التركيز وعدم اهمال و ترك التركيب الداخلى وكانه صعب و غير مهم
لننظر سوياً
الـ (Depletion MOSFET))
لكى نفهم الامور وتبدأ عجلات الفكربالدوران امام هذا الترانسيستور لابد من فهم التركيب الداخلى للموسفت وارجو التركيز وعدم اهمال و ترك التركيب الداخلى وكانه صعب و غير مهم
لننظر سوياً
شكل(3)
نلاحظ من التركيب الداخلى لهذا النوع( n-channel) انه يتركب من :-
طبعا هو فى منه نوعان ايضا هما ال (p-channel) وال (n-channel) والاخير اكثر انتشاراً لذا سنبدأ به
نلاحظ من التركيب الداخلى لهذا النوع( n-channel) انه يتركب من :-
ب- طبقه (حيز)اخرى سالبه باعلى (n-type()) .
ج- طبقه (حيز)اخرى سالبه باسفل ( n-type) .
د-هناك قناه ضيفه سالبه ايضاً(narrow channel) تربط بين الطبقتين .
هـ -هناك طبقه بالجانب من ماده ثانى اكسيدالسيلكونSIO2لتعزل البوابه كهربائيا عن باقى اطراف الموسفت لذلك نجد الممانعه المدخليهللموسفت عاليه جدا جداً بين البوابه(GATE) والمصدر(SOURCE) فالبوابه معزوله تماماً .
يتم ربط مع الحيز الاعلى وبوصله معدنيه طرف الـ (DRAIN) ) للترانسيستور وبنفس الطريقه يتم ربط الجزء الاسفل بوصله معدنيه ليعبر عن طرف ال (SOURCE) )الخاص بالموسفت ثم طرف معدنى اخر ليوصل مع جزء معدنى معزول عن باقى اجزاء الموسفت بطبقه من ثانى اكسيد السيلكون SIO2 ليشكل البوابه ( (GAT)
فى بعض الاحيان توصل طبقه ال(SUBSTRATE)بطرف معدنى لتصبح الطرف الرابع للموسف كما بالصوره التاليه
وفى اغلب الاحيان يتم ربط هذه الطبقه داخلياً بال (SOURCE) ليصبح الموسفت ثلاثى الاطراف فقط كما بالشكل المعتاد التالى
سؤال :-يلاحظ من التركيب الداخلى للموسفت فى الشكل رقم (3) ان الــ ( DRAIN) و الـ (SOURCE) متصلان مع بعضهما داخلياً بقناه ضيقه هل هذا يعنى انه سيمر تيار من المصرف (D) الى المصدر (S) حتى ولو كان جهد البوابه(G) صفر ( VGS=0) ؟؟
الاجابه هى نعم بكل تاكيد ،،،
لدينا قناه سالبه بها اليكترونات وهى ايضاً تصل بين الـ (DRAIN) والـ (SOURCE) ولكن هذا لا يعنى (SHORT CIRCUIT) داخلى اى قصر داخلى فالفكره تعتمد هنا على تركيز ناقلات التيار (CURRENT CARRIES) اى الاليكترونات السالبه الموجوده داخل القناه السالبه فكلما زاد تركيزها زاد التيار المار فى الخرج وكلما قل تركيزها قل التيار وبالطبع تركيزها يتوقف على فرق الجهد بين البوابه والمصدر .
عندما يكون فرق الجهد بين البوابه والمصدر يساوى (0) اى البوابه والمصدر يعتبران متصلان ببعضهما البعض فان تيار الخرج يعرف بـ ( IDSS) اى ان عندما يكون
VGS=0 --------->ID = IDSS
وعندما يتجه الفولت الى السالب اى يتم تطبيق فولتيه سالبه فان تركيز ناقلات التيار سيقل ويقل تيار ID وباستمرارنا فى اتجاهنا ناحيه السالب الى ان يصل الفولت الى قيمه تعرف ب VP عندها ينعدم مرور التيار فى الخرج اى ان عندما يكون
لدينا قناه سالبه بها اليكترونات وهى ايضاً تصل بين الـ (DRAIN) والـ (SOURCE) ولكن هذا لا يعنى (SHORT CIRCUIT) داخلى اى قصر داخلى فالفكره تعتمد هنا على تركيز ناقلات التيار (CURRENT CARRIES) اى الاليكترونات السالبه الموجوده داخل القناه السالبه فكلما زاد تركيزها زاد التيار المار فى الخرج وكلما قل تركيزها قل التيار وبالطبع تركيزها يتوقف على فرق الجهد بين البوابه والمصدر .
عندما يكون فرق الجهد بين البوابه والمصدر يساوى (0) اى البوابه والمصدر يعتبران متصلان ببعضهما البعض فان تيار الخرج يعرف بـ ( IDSS) اى ان عندما يكون
VGS=0 --------->ID = IDSS
وعندما يتجه الفولت الى السالب اى يتم تطبيق فولتيه سالبه فان تركيز ناقلات التيار سيقل ويقل تيار ID وباستمرارنا فى اتجاهنا ناحيه السالب الى ان يصل الفولت الى قيمه تعرف ب VP عندها ينعدم مرور التيار فى الخرج اى ان عندما يكون
VGS=VP --------->ID = 0
ويصبح الترانسيستور فى الوضع OFF
وهذا هو الـ (Depletion part) اى الجزء الذى يعمل فيه الترانسيستور فى منطقه النضوب او الاستنزاف
اما عندما يصبح الجهد موجب على البوابه (G) يزداد تركيز ناقلات التيار وبالتالى يزداد تيار المصرف (ID)اى ان الفولت الموجب يعزز او يحسن (Enhance) من مرور التيار فى الخرج لذا يعرف هذا الجزء باسم (Enhancement part)
ويصبح الترانسيستور فى الوضع OFF
وهذا هو الـ (Depletion part) اى الجزء الذى يعمل فيه الترانسيستور فى منطقه النضوب او الاستنزاف
اما عندما يصبح الجهد موجب على البوابه (G) يزداد تركيز ناقلات التيار وبالتالى يزداد تيار المصرف (ID)اى ان الفولت الموجب يعزز او يحسن (Enhance) من مرور التيار فى الخرج لذا يعرف هذا الجزء باسم (Enhancement part)
يمكنا تلخيص ما سبق كا التالى
الصوره التاليه توضح خصائص احد الترانسيستورات المماثله
الصوره التاليه توضح خصائص احد الترانسيستورات المماثله
تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 657 * 304.
يتضح ان الـ (VP) لهذا الترانسيستور تساوى (-6 فولت) ونلاحظ انه بالزياده التدريجيه فى الـ (VGS) فان تيار الـ (ID) يزداد تدريجياً معها
-------------
-------------
ماتم شرحه سابقاً يتعلق با لـ( N-channel)اما الـ (p-channel) فهو نفس الشرح مع اختلاف التركيب الداخلى طبعاً وانعكاس وضع الفولتيات عموما نشوف كدا
ماتم شرحه سابقاً يتعلق با لـ( N-channel)اما الـ(p-channel)فهو نفس الشرح مع اختلاف التركيب الداخلى طبعاً وانعكاس وضع الفولتيات عموما نشوف كدا
نلاحظ من التركيب الداخلى لهذا النوع((p-channelانه يتركب من
1- بللوره من النوع السالبN-type))فى طبقه سفليه تعرف بطبقه الـ(substrate) .
2- طبقه(حيز)اخرى موجبه باعلىP-type)).
3- طبقه(حيز )اخرى موجبه باسفل(P-type).
4- هناك قناه ضيقه موجبه ايضاً(narrow channel)تربط بين الطبقتين
5- هناكطبقه بالجانب من ماده ثانى اكسيد السيلكون لتعزل البوابه كهربائيا عن باقىاطراف الموسفت وبذلك تصبح الممانعه المدخليه للموسفت عاليه جدا جداً بينالبوابه(G)والمصدر(S) .
يتم ربط مع الحيز الاعلى وبوصله معدنيه طرف الـDRAIN) )للترانسيستوروبنفس الطريقه يتم ربط الجزء الاسفل بوصله معدنيه ليعبر عن طرف الSOURCE) )الخاص بالموسفت ثم طرف معدنى اخر ليوصل مع جزء معدنى معزول عن باقى اجزاء الموسفت بطبقه من ثانى اكسيد السيلكونSIO2ليشكل البوابه(GATE)
فى بعض الاحيان توصل طبقه ال(SUBSTRATE )بطرف معدنى لتصبح الطرف الرابع للموسفكما سبق وان تم الاشاره الى ذلك
الشكل التالى يوضح خواص هذا النوع من الـ D-MOSFET <-- P-CHANNEL
تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 739 * 332.
لاحظ ان التعامل معه عكس الموسفت ال(N-CHANNEL)وذلك لان التركيب الداخلى عكس السابق فهناك الفولت الموجب كان يعزز التيار اما هنا فالعكس هو الصيحيح كما ان فولت الـ( VP)الذى يصبح فيه الموسف فى الوضع(OFF)هنا بالموجب عكس السابق ايضاً عموما ستصبح الامور اكثر وضوحاً عندما ننتقل الى الجزء العملى ان شاء الله
يتبع باذن الله >>>>
تنبيه : المرجوا عدم نسخ الموضوع بدون ذكر مصدره المرفق بالرابط المباشر للموضوع الأصلي وإسم المدونة وشكرا
بقلم ايهاب محمد
ايهاب محمد عبد الفتاح ، مصر - البحيره ، أهتم بالهندسه الاليكترونيه وهى هوايتى الاولى والأخيره ،هدفي من خلال هذه المدونة انشاء جيل عربى مبدع فلدينا من الامكانيات العقليه مايؤهلنا لاستعاده امجادنا المفقوده فالعلم ليس حكرا لأحد وليس ملكاً لأحد ،لدى خبره متواضعه اواصل تطويرها واحب ان اشاركها معكم.
0 التعليقات :