ماسفت

ماسفت

ماسفت شامل پایه های گیت(G)،درین(D)،سورس(S) و بدنه(B)

ماسفت یا ترانزیستور اثرمیدانی نیمه‌رسانا-اکسید-فلز (به انگلیسی: metal–oxide–semiconductor field-effect transistor ٫ MOSFET ) معروف‌ترین ترانزیستور اثرمیدان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال است.این گونه از ترانزیستور اثر میدان نخستین بار در سال ۱۹۲۵ میلادی معرفی شد. در آن هنگام، ساخت و به کارگیری این ترانزیستورها، به سبب نبود علم و ابزار و امکان، با دشواری همراه بود و از همین روی، برای پنج دهه فراموش شدند و از میدانِ پیش‌رفت‌های الکترونیک بر کنار ماندند. در آغازِ دههٔ ۱۹۷۰م، بارِ دیگر نگاه‌ها به MOSFETها افتاد و برای ساختنِ مدارهای مجتمع به کار گرفته شدند.

در ترانزیستور اثرِ میدان ( FET ) چنان که از نام اش پیدا است، پایهٔ کنترلی، جریانی مصرف نمی‌کند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه رسانا، جریان عبوری از FET کنترل می‌شود. از همین روی ورودی این مدار هیچ اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی‌گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.عمده تفاوت ماسفت با ترانزیستور JFET در این است که گیت ترانزیستورهای ماسفت توسط لایه‌ای از اکسید سیلیسیم (SiO₂) از کانال مجزاشده است. به این دلیل به ماسفتها فِت با گیت مجزا (به انگلیسی: IGFET ، Insulated Gate FET) نیز گفته میشود.

مدارهای مجتمع بر پایهٔ فناوری ترانزیستورهای اثرِ میدانِ MOS، را می‌توان بسیار ریزتر و ساده‌تر از مدارهای مجتمع بر پایهٔ ترانزیستورهای دوقطبی ساخت؛ بی آن که (حتی در مدارها و تابع‌های پیچیده و مقیاس‌های بزرگ ) نیازی به مقاومت، دیود، یا دیگر قطعه‌های الکترونیکی داشته باشند. همین ویژگی، تولیدِ انبوهِ آن‌ها را آسان می‌کند، چندان که هم اکنون بیش‌تر از ۸۵ درصدِ مدارهای مجتمع، بر پایهٔ فناوریِ MOS طراحی و ساخته می‌شوند.

ترانزیستورهای MOS، بسته به کانالی که در آن‌ها شکل می‌گیرد، NMOS یا PMOS نامیده می‌شوند. در آغازِ کار، PMOS ترانزیستورِ پرکاربردتر در فناوری MOS بود. اما از آن جا که ساختنِ NMOS آسان‌تر است و مساحتِ کم‌تری هم می‌گیرد، از PMOS پیشی گرفت. بر خلافِ ترانزیستورهای دوقطبی، در ترانزیستورهای MOSFET، جریان، نتیجهٔ شارشِ تنها یک حامل ( الکترون یا حفره) در میانِ پیوندها است و از این رو، این ترانزیستورها را تک‌قطبی هم می‌نامند.

ساختار و کارکرد ماسفت افزایشی

فت دارای سه پایه با نام‌های درین D، سورس S و گیت G است که پایه گیت، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می‌کند. فت‌ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می‌کند. FET‌ها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می‌گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند. نوع دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی MOSFET‌ها هستند (ترانزیستور اثرمیدانی نیمه‌رسانای اکسید فلز) یکی از اساسی‌ترین مزیت‌های ماسفت‌ها نویز کمتر آن‌ها در مدار است.

فت‌ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر، نخست پایه گیت را پیدا می‌کنیم. یعنی پایه‌ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می‌توان پایهٔ درین را از سورس تشخیص داد.

ماسفت کاهشی

ساختار این گونهٔ ترانزیستورِ MOS، همانند ساختار ترانزیستورهای افزایشی است، تنها با این تفاوت که هنگامِ ساخت آن، کانال را، به وسیلهٔ یک نوار از جنس سیلیسیم، میانِ سورس و درین تعبیه می‌کنند. از این رو، اگر اختلاف پتانسیل میان آن دو اعمال شود، جریانی از سورس به درین خواهیم داشت؛ هرچند که ولتاژ اعمال شده به گیت صفر باشد.

ترانزیستور دو قطبی

ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده

ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده یا IGBT (کوتاه‌شده Insulated gate bipolar transistor) جز نیمه هادی قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که در دستگاه های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده میشود. این سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال ها، تردمیل، دستگاه های تهویه مطبوع و حتی سیستم های استریو و تقویت کننده هااستفاده میشود. همچنین در ساخت انواع اینورترها،ترانسهای جوش و UPS کاربرد دارد.

در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده میشود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور دیگر خطی عمل نمیکند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید میکند.به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف power MOSFET استفاده میشود. اما با بالا رفتن قدرت،تلفات آن نیز زیاد میشود.المان جدیدی به بازار آمده است که تمامی مزایای 2قطعه فوق را دارد و دیگر معایب BJT و POWER MOSFET را ندارد.این قطعه جدید IGBT نام دارد.در طی سالهای اخیر بدلیل ارزانی و مزایای این قطعه از آن استفاده زیادی شده است.

IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده) یک نیمه هادی جدید و کاملا صنعتی است که از ترکیب 2 نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته شده است.بطوریکه از دید ورودی شما یک MOSFET را میبینید و از نظر خروجی یک BJT. BJTها و MOSFETها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل میکنند.

BJTها در حالت روشن(وصل) دارای تلفات هدایتی کمتری هستند درحالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص در زمان خاموش شدن طولانی تر است. MOSFETها قادرند که به مراتب سریعتر قطع و وصل کنند بنابراین تلفات هدایت آنها بیشتر است. IGBT یک ترانزیستوری است که مزایای BJT و MOSFET را باهم دارد مثل:

• امپدانس ورودی بالا مثل MOSFET
• افت ولتاژ و تلفات کم مانند BJT
• نظیر BJT دارای ولتاژ حالت روشن(وصل) کوچکی است.

اسامی پایه ها هم از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G از MOSFET و C,E از ترانزیستورهای BJT.در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را استفاده میکنید دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است.سرعت سوییچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده بطور نمونه 1KHz تا 50KHz کخ در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار میگیرد.و بخاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می باشد.و بیشتر در کوره های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده میشود. و در کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المانهای توان بالا می باشد.مهمترین و تقریبا تنها کارایی IGBT سوییچینگ جریانهای بالا میباشد.

ترانزیستور

ترانزیستور

تزانزیستور در واقع قطعه ای نیمه هادی ودارای سه پایه  به نام های بیس, امیتر و کلکتور است که پایه سمت راست کلکتور و پایه وسط بیس پایه سمت چپ امیتر است ((البته در بعضی از ترانزیستورها پایه چهارم هم وجود دارد که وظیفه ی این پایه دفع حرارت می باشد)) ترانزیستوراز دو دیود تشکیل شده است  یکی از پر کابرد ترین قعطعات در الکترونیک است و معمولا درنوع  مدارات بعنوان یک کلید  وتقویت کننده ولتاژو جریان و سیکنال و....در الکترونیکی استفاده میشود  .ترانزیستور یک وسیله تقویتی است که با جریان کنترول می شود .اگر جریان کوچکی در بیس آن بر قرار گردد جریان بسیار بزرگتری در کلکتور به وجود می آید.کلمه ترانزیستور در واقع از عبارت (مقاومت انتقالی ) گرفته شده است .البته باید گفت که ترانزیستور ها نمونه های مختلف دارند و در ولتاژهای کاری متفاوتی  استفاده می شود  می کنند.

برای آزمایش ترانزیستور ابتدا باید پایه های آن را از هم تشخیص  داد. برای این منظور مولتی متر را در حالت آزمایش دیود قرار می دهیم و یکی از پایه را نسبت به دو پایه دیگر آزمایش می کنیم . هر کدام از پایه ها که نسبت به دو پایه دیگر راه داد و نمایش ععد داشت پایه بیس است .از دو پایه دیگر هرکدام که نسبت به دیگری عدد بیشتری را نشان داد امیتر و پایه دیگر کلکتور است .

در یک ترانزیستور سالم پایه بیس به دو پایه امیتر و کلکتور راه می دهد و در حالت آزمایش دیود نمایش اهم (عددی بین 200 تا 700)خواهد داشت ,در غیر این صورت ترانزیستور خراب است و باید تعویض شود.                  هنگام آزمایش ترانزیستور چنانچه هیچ کدام از پایه ها به هم راه ندادند و یا اهم نمایشی درآزمایش دیود در هر سه پایه یکسان بود ترانزیستور معیوب است وباید تعویض شود.

انواع تزانزیستور :ترانزیستور دوقطبی –ترانزیستور دوقطبی دوبل-ترانزیستور با اثر میدانی –ترانزیستور ماسفت ترانزیستور اثر میدانی اتصالی –ترانزیستور تک اتصالی- ترانزیستور ماسفت با منطقه تخلیه-ترانزیستور ماسفت باگیت مضاعف –فتو ترانزیستور – ترانزیستور دارلینگتون- ترانزیستور پی ن آی پی-ترانزیستور شیلد شده –ترینیستور-بینستور-ترانزیستور آولانش –ترانزیستور چند امیتری –ترانزیستور حساس به نور –ترگیستور .موجود هستند.برای اطلاعات بیشتر درمورد این تزانزیستور ها به کتاب 400قطعه الکترونیکی مراجعه کنید

خازن پلی استر

خازن پلی استر

در این نوع خازن از ورقه‌های نازک پلاستیک برای دی الکتریک استفاده می‌شود. ورقه‌های پلاستیکی همراه با ورقه‌های نازک فلزی (آلومینیومی) به صورت لوله ، در درون قاب پلاستیکی بسته بندی می‌شوند. امروزه این نوع خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات زیاد به کار می‌روند. این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند، به همین سبب از آنها در مداراتی استفاده می‌کنند که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد. یکی از انواع دی الکتریکهایی که در این خازنها به کار می‌رود پلی استایرن (Polystyrene است، از این( رو( به این خازنها "پلی استر" گفته می‌شود که از جمله رایج‌ترین خازنهای پلاستیکی است. ماکزیمم فرکانس کار خازنهای پلاستیکی حدود یک مگا هرتز است
خازنهای تفلن (Teflon) و میلار (Mylar) هم جزو خازنهای پلاستیکی می‌باشند خازنهای پلاستیک از نظر پایین بودن تلفات و میزان نشت بهترین نوع خازن محسوب می‌شوند

خازن مایلار

میلار              Myla

این خازنها دارای دی الکتریک از جنس پلاستیک نازک هستند این خازنهای دارای مزیت هایی هستند که در اغلب مدارها مورد استفاده قرار میگیرند به تغییرات دما حساس نبوده همین امر سبب میشود در مداراتی مورد استفاده قرار گیرد که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل گرما و حرارت باشد یکی از انواع دی الکتریک که در این نوع خازن استفاده میشود پلی استایرن نام دارد که بدین سبب به این خازن ها پلی استر میگویند ماکزیمم فرکانس کاری هم یک مگاه هرتز میباشد