در خواست کمک در مورد ماسفت ها

[davy jones]

سلام. میشه یه نفر روابط آنالیز dc و ac و معادل های این ترانزیستورها رو در مدل سیگنال کوچیک به طور خلاصه برام بذاره؟ ممنون میشم. اگه چند تا مثال به همراه خلاصه ای از ماهیت این ترانزیستورها هم همراهش باشه بیشتر ممنون میشم.
با تشکر

[davy jones]

سلام. میشه یه نفر روابط آنالیز dc و ac و معادل های این ترانزیستورها رو در مدل سیگنال کوچیک به طور خلاصه برام بذاره؟ ممنون میشم. اگه چند تا مثال به همراه خلاصه ای از ماهیت این ترانزیستورها هم همراهش باشه بیشتر ممنون میشم.
با تشکر

1 هفته گذشت. هیچکس نبود که به من کمک کنه.

[Peji2010]

بسیار خوب.
ترانزیستورهای اثر میدانی عناصری تک قطبی اند که ماسفت ها یکی از اونها هستن.در ترانزیستورهای دو قطبی معمولی جریان خروجی(کلکتور)به وسیله ی جریان ورودی(بیس) کنترل میشه درصورتی که در نوع اثر میدانی جریان خروجی رو ولتاژ ورودی(گیت) کنترل میکنه که در اینجا به ماسفت ها میپردازیم(MOSFET = ترانزیستور اثرمیدانی نیمه هادی اکسید فلزی):

ماسفتها به دودسته ی تهی و افزایشی تقسیم میشن که هر کدوم شامل دو نوع N کانال و P کانال هستن:
1_ماسفت نوع تهی(N_Channel):
این عنصر دارای سه پایه ی" گیت"(G) , "درین" (D) و" سورس"(S) است که بر روی لایه ای سیلیسیومی از جنس P ساخته میشود که "زیرساخت" نام دارد.گاهی اوقات زیرساخت از داخل قطعه به پایه ی سورس متصل میشود که دراین صورت قطعه سه پایه است و گاهی هم زیر ساخت بدون اتصال به سورس به پایه ای متصل است (SS) که دراین صورت قطعه چهار پایه دارد.
درین و سورس با اتصالی فلزی به دو ناحیه ی N متصل هستن و بین دوناحیه ی N یک کانال از جنس N وجود دارد.پایه ی گیت به یک اتصال فلزی متصل است و بین اتصال فلزی و کانال N یک لایه ی نازک SiO2 (سیلیسیوم دی اکسید) به عنوان عایق بین گیت و کانال قرار دارد و گیت هیچ اتصال مستقیمی با کانال ندارد و به همین دلیل ماسفتها امپدانس ورودی بسیار بالایی دارند.
هنگامی که ولتاژی مثبت بین درین وسورس برقرار بشه(VDS) اگر ولتاژ بین گیت و سورس(VGS) صفر ولت باشه الکترونها از سورس به سمت درین حرکت میکنن و جریان برقرار میشه.وقتی VGS منفی باشه پتانسیل منفی گیت الکترونهای در جریان رو دفع میکنند و این الکترونها به سمت لایه ی P میروند و جذب لایه میشوند و برای همین تعداد الکترونهای جاری در کانال کم میشه و جریان درین کاهش میابد.هر چه VGS منفی تر باشه جریان درین کمتر میشه تا جایی که در ولتاژ تنگی(Vp) جریان به صفر میرسه.جریان درین درهنگام صفر بودن VGS رو با IDSS نشون میدن.رابطه ی بین جریان درین و ولتاژ گیت سورس معادله ی شاکلی مشخص میشه:2^((Id = IDSS* (1- (VGS/VP
ماسفت های کانال P هم دقیقا مثل همینه فقط برعکسش.یعنی جهت ولتاژها و جریانها معکوس میشه و VGS هم به جای منفی باید مثبت باشه.
ماسفت تهی نوع N_Channel:



2_ماسفتهای نوع افزایشی(N_CHANNEL):
ساختار این ماسفت هم مثل تهی است و فرقش اینه که بین دوناحیه ی N که به درین و سورس وصل شدند کانال وجود نداره و با افزایش ولتاژ VGS یک کانال بین درین وسورس ایجاد میشه.اگه ولتاژ مثبت بین درین و سورس برقرار بشه با صفر بودن VGS جریان درین هم صفره .با افزایش VGS تا ولتاژ معینی همچنان جریان صفره اما وقتی VGS از ولتاژ آستانه ی قطعه(VT) بیشتر بشه جریان برقرار میشه و اگر VGS از VT بیشتر باشه جریان درین با این معادله حساب میشه : ID = K*(VGS-VT)^2
K جزء مشخصات قطعه است و از این رابطه بدست میاد:K=ID(on)/(VGS(on)-VT)^2
برای نوع کانال p هم ولتاژ ها و جریان ها معکوس میشه.
ماسفت افزایشی نوع N_Channel:






بقیه ی مطلب رو هم بعدا میگم.

[Peji2010]

در اینجا روابط DC رو در بایاس های مختلف بررسی میکنیم.
1_ماسفت تهی N کانال :
این ماسفتها با ولتاژ VGS مثبت هم تا ولتاژ معینی میتونن کار کنن و در این حالت جریان درین بیشتر از حالتیست که VGS صفر است. همچنین دراین ماسفت ها جریان درین همیشه با جریان سورس برابر است و چون هیچ اتصال مستقیمی بین گیت و سورس وجود ندارد جریان گیت هم صفر است.کمیت های IDSS(جریان درین در VGS = 0) و Vp (ولتاژ VGS که درآن جریان درین صفر است) جزء مشخصات قطعه اند که باید به دیتاشیت مراجعه کرد.در زیر , نحوه ی محاسبه به همراه مثال نوشته شده :

1_بایاس ثابت:



2_خود بایاس :



3_تقسیم ولتاژ:




2_ماسفت افزایشی N کانال:

1_بایاس فیدبک:



2_تقسیم ولتاژ:




در چهار مثال آخر برای جریان درین(ID) یک معادله ی درجه دو بدست میاد که این معادله دارای دو جواب است و با حل این معادله یکی از جوابها را که با مشخصات قطعه و مدار مطابق است به عنوان جواب صحیح در نظر میگیریم.