«~~||© ترانسيستور الـ (MOSFET—> E-MOSFET) ©||~~»
-[:باب ونقفله (2)] : «~~||© ترانسيستور الـ (MOSFET—> E-MOSFET) ©||~~»
-تمهيد للموضوع:-
يعتبر الموسفت الـ( E-Mosfet)
اشهر انواع الموسفت واكثرها استخداماً وشيوعاً على الاطلاق وقد انتشر
استخدامه كثيراً فى دوائر الباور ويكاد يكون بشكل حصرى فى دوائر الماذر
بورد واللاب توب والدوائر المنطقيه وقد تم انتاجه خصيصاُ لمعالجه العيوب
التى ظهرت على الـ BJT ترانسيستور ولان هذا الموسفت يعتبر جوكر سنفرض له مساحه عريضه وسيكون له نصيب اكبر من الشرح واذا ما تم المقارنه بينه وبين الـ BJT سنجد ان لكل منهم ما يميزه عن الاخر وعموماً ساترككم مع هذه المقارنه السريعه،،
بالاضافه
الى ما سبق انا شايف ان التعامل معاه اسهل بكتير من الترانسيستور العادى
كما انه يمكنه ان يمد الحمل بتيارت كبيره جداً وايضاً هو عنصر موفر للطاقه
وذلك لعدم استهلاكه تيار فى دائره الدخل هذا رايى الشخصى اعرضه ولا افرضه ،،
ويمكن ايضاً ان يحل الـ (E-MOSFET N-CHANNEL )
مكان الـ (BJT) اى الترانسيستور العادى (NPN) وسنعرف كيف ذلك لاحقاً
ويمكن ايضاً ان يحل الـ (E-MOSFET N-CHANNEL )
مكان الـ (BJT) اى الترانسيستور العادى (NPN) وسنعرف كيف ذلك لاحقاً
ما الذى سنتعلمه بعد هذا الدرس؟
1 - سنعرف التركيب الداخلى للموسفت (E-MOSFET) ،،
2- سنتلعم كيفيه حساب تيار الخرج الـ ID و بدقه .
3- كيفيه قراءه الداتا شيت (Datasheet) للموسفت .
4- سنتعلم طرق الانحياز المختلفه للموسفت والمعادلات الخاصه بها (Biasing of E-MOSFET Type).
5- سنجرب الموسفت على برامج محاكاه مختلفه للتاكد من ان ما تعلمناه سليم .
6- سنتعلم كيفيه استخدام الموسفت فى دوائر الباور .
7- ايضا سنتعلم استخدام الموسف كمكبر للاشاره ..
2- سنتلعم كيفيه حساب تيار الخرج الـ ID و بدقه .
3- كيفيه قراءه الداتا شيت (Datasheet) للموسفت .
4- سنتعلم طرق الانحياز المختلفه للموسفت والمعادلات الخاصه بها (Biasing of E-MOSFET Type).
5- سنجرب الموسفت على برامج محاكاه مختلفه للتاكد من ان ما تعلمناه سليم .
6- سنتعلم كيفيه استخدام الموسفت فى دوائر الباور .
7- ايضا سنتعلم استخدام الموسف كمكبر للاشاره ..
ماذا الذى سنحتاجه لهذا الدرس؟
... نحتاج البرامج الاتيه
1- Proteus
2- MultiSim
3- Circuit Wizard
او
احد هذه البرامج على الاقل وذلك للتأكد من صحه حساباتنا ،، انا فضلت اكثر
من برنامج حتى يتم حسم الامر عموماً فى نهايه الموضوع سيكون هناك جزء عملى و
مصور ان شاء الله.
داتا شيت للموسفت الشهير ايضاً IRF 840
ويمكن تحميلها من هنا
كتب من هذه السلسله حتى الان ،،،،
بسم الله تو كلنا على الله
اذا ما كنا قد عقدنا مقارنه سابقه سريعه بين الموسفت (MOSFET) والـ
(Bipolar junction transistor --<<BJT)
مع اختلاف تركيبهما الا اننا الان لو عقدنا مقارنه بين الموسفت الـ (D-MOSFET)والموسفت الـ ( E-MOSFET) فسنجد انهما لا يختلفان عن بعضهما كثيراً فى التركيب الداخلى غير فى انه قد تم ازاله القناه الداخليه الواصله بين الـ (SOURCE) و الـ (DRAIN) وبحذف هذا القناه فى هذا الموسفت افقده ذلك العمل فى منطقه النضوب او الاستنزاف طيب نشوف الشكل التالى :-
ويمكن تحميلها من هنا
كتب من هذه السلسله حتى الان ،،،،
..::باب ونقفله (1) ::.. «~~||© ترانسيستور الـ (MOSFET—> D-MOSFET) دراسه اكاديميه و عمليه موسعه ©||~~»
ومما
يجدر الاشاره له ايضاً فى بدايه الموضوع هو انه نظراً لان البوابه معزوله
عن الموسفت ولانها طبقه رقيقه جداً فان اى جهد كهربى ناتج عن تراكم شحنات
استاتيكيه من اجسامانا قد يؤدى بسهوله الى انهيار هذه الطبقه عند لمس اطراف
الموسفت لذا يجب جعل اطراف الموسفت متصله مع بعضها بماده موصله وذلك عند
تخزين الموسفت،، وايضاً قبل تركيب الموسفت فى اى دائره يجب لمس اى جسم معدنى لافراغ الشحنات الاستاتيكيه من الجسم .
بسم الله تو كلنا على الله
اذا ما كنا قد عقدنا مقارنه سابقه سريعه بين الموسفت (MOSFET) والـ
(Bipolar junction transistor --<<BJT)
مع اختلاف تركيبهما الا اننا الان لو عقدنا مقارنه بين الموسفت الـ (D-MOSFET)والموسفت الـ ( E-MOSFET) فسنجد انهما لا يختلفان عن بعضهما كثيراً فى التركيب الداخلى غير فى انه قد تم ازاله القناه الداخليه الواصله بين الـ (SOURCE) و الـ (DRAIN) وبحذف هذا القناه فى هذا الموسفت افقده ذلك العمل فى منطقه النضوب او الاستنزاف طيب نشوف الشكل التالى :-
الشكل السابق كان للمقارنه بين نوعين الموسفت الـ الـ (D-MOSFET) و الـ ( E-MOSFET) يتضح فعلا من الشكل السابق عدم وجود قناه فى النوع الـ ( E-MOSFET)
---> خد بالك اينعم لا يوجد قناه ولكن القناه يتم استدعائها وقت الحاجه فقط بل ويمكن زياده سمكها او قلته كيفما نشاء نشوف الشكل التالى علشان نقدر نتخيل ايه الـ بيحصلـــ
اظن كدا اصبحت الامور اكثر وضوحاً لو لاحظنا لوجدنا زياده وقله فى كثافه الاليكترونات مع زياده وقله الجهد VGS..
---- >> نظره اكثر عمقاً للتركيب الداخلى للـ E-MOSFET
---> خد بالك اينعم لا يوجد قناه ولكن القناه يتم استدعائها وقت الحاجه فقط بل ويمكن زياده سمكها او قلته كيفما نشاء نشوف الشكل التالى علشان نقدر نتخيل ايه الـ بيحصلـــ
اظن كدا اصبحت الامور اكثر وضوحاً لو لاحظنا لوجدنا زياده وقله فى كثافه الاليكترونات مع زياده وقله الجهد VGS..
---- >> نظره اكثر عمقاً للتركيب الداخلى للـ E-MOSFET
--->> نظره على الرمز الهندسى للـ E-MOSFET
--->> الرمز الهندسى للـ E-MOSFET مقارنه بالـ D-MOSFET
الشكل رقم (5) كان لتوضيح وجود القناه من عدمه حتى فى الرمز الهندسى ،،،،
--->> يوجد من هذا الموسفت ايضاً نوعان الـ (N-Channel) و الـ (P-Channel) سنتحدث اولاً عن الـ (N-Channel)
بالعوده مره اخرى الى الشكل المرقم بـرقم (3) نجد الاتى :-
بالعوده مره اخرى الى الشكل المرقم بـرقم (3) نجد الاتى :-
1-بللوره من النوع الموجب (p-type Material) فى طبقه سفليه تعرف بطبقه الـ (substrate)
او الـ (body) .
2- طبقه اخرى سالبه باعلى (n-type ) .
3- طبقه اخرى سالبه باسفل ( n-type) .
4- هناك طبقه بالجانب من ماده ثانى اكسيدالسيلكون SIO2 لتعزل البوابه كهربائيا عن باقى اطراف الموسفت لذلك نجد الممانعه المدخليه للموسفت عاليه جدا جداً بين البوابه(Gate) والمصدر (Source)فالبوابه معزوله تماماً وقريباً سنعلم انها تشكل مكثف داخلى .
او الـ (body) .
2- طبقه اخرى سالبه باعلى (n-type ) .
3- طبقه اخرى سالبه باسفل ( n-type) .
4- هناك طبقه بالجانب من ماده ثانى اكسيدالسيلكون SIO2 لتعزل البوابه كهربائيا عن باقى اطراف الموسفت لذلك نجد الممانعه المدخليه للموسفت عاليه جدا جداً بين البوابه(Gate) والمصدر (Source)فالبوابه معزوله تماماً وقريباً سنعلم انها تشكل مكثف داخلى .
يتم ربط مع الحيز الاعلى وبوصله معدنيه طرف الـ (Drain) للترانسيستور وبنفس الطريقه يتم ربط الجزء الاسفل بوصله معدنيه ليعبر عن طرف الـ (Source) الخاص بالموسفت ثم طرف معدنى اخر ليوصل مع جزء معدنى معزول عن باقى اجزاء الموسفت بطبقه من ثانى اكسيد السيلكون SIO2 ليشكل البوابه (gate)
فى بعض الاحيان توصل طبقه ال(Substrate - or Body)بطرف معدنى لتصبح الطرف الرابع للموسف كما بالصوره التاليه
فى بعض الاحيان توصل طبقه ال(Substrate - or Body)بطرف معدنى لتصبح الطرف الرابع للموسف كما بالصوره التاليه
وفى اغلب الاحيان يتم ربط هذه الطبقه داخلياً بالـ (Source)ليصبح الموسفت ثلاثى الاطراف فقط كما بالشكل المعتاد التالى
--->> اذا ما كان الموسفت لا يحتوى على قناه داخليه فهذا يعنى انه لن يمر تيار اطلاقاً بين الـ Drain والـ Source عند عدم تطبيق جهد على البوابه اى ان اذا ما كان
فرق الجهد بين البوابه Gate والمصدر Source يساوى الصفر (VGS=0) لن يعمل الموسفت ولن يمر تيار اطلاقا بين الـ Drain والـ Source اى ان ID=0 لان الوصله بين المصرف والمصدر هى وصله back-to-back pn junctions
--->> عندما نبدا بتطبيق فولتييه موجبه على البوابه تبدا عمليه جذب الاليكترونات من الطبقه السفليه (Substrate) الى المنطقه الموجوده بين الـ Drain والـ Source وكلما زدنا من مقدار الفولت على البوابه Gate كلما زاد جذب الاليكترونات وزاد ايضاً تركيزها او كثافتها فى هذه المنطقه .
--->> باستمرار الزياده فى فرق الجهد بين البوابه والمصدر الى ان يصبح تركيز الاليكترونات فى هذه المنطقه كافياً لتكوين قناه بين الـ Drain والـ Source هنا يعرف هذا الفولت (فرق الجهد بين البوابه والمصدر ) باسم جهد العتبه Threshold Voltage ويرمز له بالرمز VGSth او VT وهنا يبدا مرور التيار .
--->> كلما زدنا من الفولت على البوابه ازداد تركيز الاليكترونات فى هذه المنطقه اكثر فاكثر وبالتبعيه يزداد تيار الـ ID الى ان نصل الى مستوى تيار التشبع Saturation Level ،،
--->> باستمرار الزياده فى فرق الجهد بين البوابه والمصدر الى ان يصبح تركيز الاليكترونات فى هذه المنطقه كافياً لتكوين قناه بين الـ Drain والـ Source هنا يعرف هذا الفولت (فرق الجهد بين البوابه والمصدر ) باسم جهد العتبه Threshold Voltage ويرمز له بالرمز VGSth او VT وهنا يبدا مرور التيار .
--->> كلما زدنا من الفولت على البوابه ازداد تركيز الاليكترونات فى هذه المنطقه اكثر فاكثر وبالتبعيه يزداد تيار الـ ID الى ان نصل الى مستوى تيار التشبع Saturation Level ،،
الكلام ده كلام جميل طيب علشان المعلومه تركز اكتر نشوف الشكل ده كدا
الشكل السابق بيوضح العلاقه بين ال ID و VDS عند قيم مختلفه وهى تعرف فى الداتا شيت باسم Drain Characteristic اما العلاقه بين ال ID والـ VGS فهى تعرف فى الداتا شيت ايضاً باسم Characteristic Transfer
بالعوده للشكل مره اخرى فهذا الشكل هو لاحد انواع الموسفتات ونلاحظ ان الـ VT= 2V وان بزياده الـ VGS يزداد الـ ID ودائماً ال VGS بالموجب .. ،، وغالباً تكون الـ VGS ما بين الـ 2 و الـ 5 فولت كما سبق و ان تم ذكره ،،
ماتم شرحه سابقاً يتعلق با لـ ( N-channel) اما الـ (p-channel) فهو نفس الشرح مع اختلاف التركيب الداخلى طبعاً وانعكاس وضع الفولتيات اى قطبيتها وايضا انعكاس التيار عموما نشوف كدا ،،،،،
نلاحظ من التركيب الداخلى لهذا النوعp- channel انه يتركب من :-
1- بللوره من النوع السالب N-type فى طبقه سفليه تعرف بطبقه الـ substrate --> or body .
2- طبقه اخرى موجبه باعلى P-type .
3- طبقه اخرى موجبه باسفل P-type .
4- هناك طبقه بالجانب من ماده ثانى اكسيد السيلكون SIO2 لتعزل البوابه كهربائيا عن باقى اطراف الموسفت وبذلك تصبح الممانعه المدخليه للموسفت عاليه جدا بين البوابه (G) والمصدر (S) .
1- بللوره من النوع السالب N-type فى طبقه سفليه تعرف بطبقه الـ substrate --> or body .
2- طبقه اخرى موجبه باعلى P-type .
3- طبقه اخرى موجبه باسفل P-type .
4- هناك طبقه بالجانب من ماده ثانى اكسيد السيلكون SIO2 لتعزل البوابه كهربائيا عن باقى اطراف الموسفت وبذلك تصبح الممانعه المدخليه للموسفت عاليه جدا بين البوابه (G) والمصدر (S) .
يتم ربط مع الحيز الاعلى وبوصله معدنيه طرف الـ (Drain) للترانسيستور وبنفس الطريقه يتم ربط الجزء الاسفل بوصله معدنيه ليعبر عن طرف الـ (Source) الخاص بالموسفت ثم طرف معدنى اخر ليوصل مع جزء معدنى معزول عن باقى اجزاء الموسفت بطبقه من ثانى اكسيد السيلكون SIO2 ليشكل البوابه (Gate)
فى بعض الاحيان توصل طبقه الـ (SUBSTRATE ) بطرف معدنى لتصبح الطرف الرابع للموسف كما سبق وان تم الاشاره الى ذلك
الشكل التالى يوضح خواص هذا النوع من الـ E-MOSFET <-- P-CHANNEL
ملاحظات على الشكل السابق
الـ VT لهذا الموسفت تساوى -2 فولت اى ان خط عمل هذا الموسفت يبدا من عند -2 فولت ويزداد بزياده السالبيه عكس الـ N-CHANNEL
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.
السلام عليكم
ردحذفالصور لاتظهر اخي الكريم
رائع لكن لم تظهر الصور حتى يكتمل الشرح
ردحذف