Power MOSFET Basics
DESCRIPTION:
![Photo: ■■মসফেট (MOSFET)■■
মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) অপর নাম মসফেট (MOSFET)। এটি একটি বিশেষ ধরণের ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর। মসফেটের সাধারণত তিনটি সংযোগ প্রান্ত থাকে। এগুলো হল সোর্স বা উৎস, ড্রেন বা নিঃসরন এবং সবচে গুরুত্বপূর্ণ গেট বা নিয়ন্ত্রক। মসফেটের নামের বিশেষ তাৎপর্য রয়েছে এর গাঠনিক বৈশিষ্ট্য এবং কার্যপ্রক্রিয়ার সাথে। মসফেটের সবচাইতে গুরুত্বপূর্ণ অংশ গেট তৈরি হয় ধাতু , অক্সাইড ও অর্ধ-পরিবাহীর সমন্বয়ে। মেটাল বা ধাতু শব্দটি সংযুক্ত হয়েছে কারণ, প্রাচীনকালের ইলেকট্রনিক চিপে সাধারণত নিয়ন্ত্রক (গেট) হিসেবে ধাতু ব্যবহৃত হতো, যদিও বর্তমানে বিশেষ ধরনের সিলিকন এক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। অবশ্য বর্তমানেও এই নামের তাৎপর্য রয়েছে। নিয়ন্ত্রকের (গেটের) মূল অংশটি তৈরি হয় অর্ধ-পরিবাহী দিয়ে, এর উপর থাকে পাতলা অক্সাইডের স্তর (সাধারণত সিলিকন ডাই অক্সাইড) আর তার উপরে ধাতু বা অন্য কোন তড়িৎ সুপরিবাহী পদার্থ। নিয়ন্ত্রকের (গেটের) দু'পাশে থাকে নিঃসরক আর উৎস যা নিয়ন্ত্রকের অর্ধ-পরিবাহী অঞ্চল দিয়ে পরস্পর থেকে বিচ্ছিন্ন থাকে। নিয়ন্ত্রকের ধাতব অংশে বিভব পার্থক্য সৃষ্টি করলে ঐ অর্ধ-পরিবাহীতে থাকা চার্জ বাহক গুলো নিয়ন্ত্রকের ধাতব অংশের নিচে এসে জমা হয় এবং উৎস ও নিঃসরকের মাঝে একটি তড়িৎ সুপরিবাহী পথ তৈরি করে। যেহেতু তড়িৎ ক্ষেত্র সৃষ্টির কারনে এ পরিবর্তন ঘটে, সেহেতু দেখা যাচ্ছে মসফেট নামটি খুবই যুক্তিসঙ্গত। মসফেটে গেট সরাসরি অর্ধপরিবাহীর সাথে সংযুক্ত থাকেনা, কারণ এদের মাঝে সিলিকন ডাই অক্সাইডের বাঁধা থাকে। এই অন্তরককে নির্দেশ করার জন্য মসফেটের আরেক নাম দেয়া হয়েছে ইনসুলেটেড-গেট ফেট বা আইজিফেট; অবশ্য ইলেকট্রনিক কার্যবিবরণী বা অধ্যয়নে এই নামটি খুব একটা ব্যবহৃত হয়না। মসফেটে ব্যবহৃত অর্ধ-পরিবাহী এন (n) অথবা পি (p) এই দুই ধরনের হতে পারে। কি ধরনের অর্ধ-পরিবাহী ব্যবহৃত হচ্ছে তার উপর নির্ভক করে, নিয়ন্ত্রকে কি ধরনের ( ধনাত্মক/ ঋণাত্মক) বিভব পার্থক্য ব্যাবহার করতে হবে। এদেরকে যথাক্রমে এন-মসফেট (n-MOSFET) ও পি-মসফেট (p-MOSFET) বা সংক্ষেপে এনমস (nMOS) ও পিমস (pMOS) বলা হয়ে থাকে।
মসফেটের নিয়ন্ত্রকে প্রয়োগকৃত বিভব পার্থক্য,Vgs , উৎস এবং নিঃসরকের মধ্যে তড়িৎ প্রবাহকে নিয়ন্ত্রন করে। এই তড়িৎ ড্রেন থেকে সোর্সের দিকে আড়াআড়ি পথে গমন করে, এবং এই পথ কে বলা হয় চ্যানেল। চ্যানেলের দৈর্ঘ্য ( L ) এবং প্রস্থ ( W ) - দুটিই মসফেটের খুব গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রক। সাধারণত দৈর্ঘ্য হয়ে থাকে, ০.১ মাইক্রোমিটার থেকে ৩ মাইক্রোমিটারের মধ্যে আর প্রস্থ ০.২ মাইক্রোমিটার থেকে ১০০ মাইক্রোমিটারের মধ্যে। মসফেটের দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থের অনুপাতকে (L/W) বলা হয়ে থাকে "অ্যাসপেক্ট রেশিও" বা "আকৃতি অনুপাত"। " মসফেট একটি প্রতিসম যন্ত্র অর্থাৎ এর সোর্স এবং ড্রেন কে নিজেদের মধ্যে অদল বদল করা যায়, যন্ত্রাংশের কোনপ্রকার বৈশিষ্ট্যগত পরিবর্তন ছাড়াই।
(ভালো লাগলে শেয়ার করতে ভুলবেন না)
■■ MOSFET ■■
The metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFET, MOS-FET, or MOS FET) is a transistor used for amplifying or switching electronic signals. Although the MOSFET is a four-terminal device with source (S), gate (G), drain (D), and body (B) terminals,[1] the body (or substrate) of the MOSFET often is connected to the source terminal, making it a three-terminal device like other field-effect transistors. Because these two terminals are normally connected to each other (short-circuited) internally, only three terminals appear in electrical diagrams. The MOSFET is by far the most common transistor in both digital and analog circuits, though the bipolar junction transistor was at one time much more common.
In enhancement mode MOSFETs, a voltage drop across the oxide induces a conducting channel between the source and drain contacts via the field effect. The term "enhancement mode" refers to the increase of conductivity with increase in oxide field that adds carriers to the channel, also referred to as the inversion layer. The channel can contain electrons (called an nMOSFET or nMOS), or holes (called a pMOSFET or pMOS), opposite in type to the substrate, so nMOS is made with a p-type substrate, and pMOS with an n-type substrate (see article on semiconductor devices). In the less common depletion mode MOSFET, detailed later on, the channel consists of carriers in a surface impurity layer of opposite type to the substrate, and conductivity is decreased by application of a field that depletes carriers from this surface layer.
The 'metal' in the name MOSFET is now often a misnomer because the previously metal gate material is now often a layer of polysilicon (polycrystalline silicon). Aluminium had been the gate material until the mid 1970s, when polysilicon became dominant, due to its capability to form self-aligned gates. Metallic gates are regaining popularity, since it is difficult to increase the speed of operation of transistors without metal gates.
Admin: ▂ ▃ ▅ ▆ █ Masud Rana █ ▆ ▅ ▃ ▂](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vYVdOgrcdEibNtMMKbctkezA_DHeoOSG72mfLuftxyt52Zar-FpSen0fxXxkqGZxihkLqSBKNOgdz9iH6rgU1eO9qBoCjSg4-9CFPT2afzJGy3EWHzt0WwA_E32cNpbYzWHZwmDTP6h3R1UfOsom0DojITpJKh9xOiLQ3LxOtWHg=s0-d)
employ semiconductor
processing techniques that are
similar to those of today's VLSI
circuits, although the device
geometry, voltage and current
levels are significantly different
from the design used in VLSI
devices. The metal oxide
semiconductor field effect
transistor (MOSFET) is based
on the original field-effect
transistor introduced in the
70s. Figure 1 shows the
device schematic, transfer
characteristics and device
symbol for a MOSFET. The
invention of the power
MOSFET was partly driven by
the limitations of bipolar power
junction transistors (BJTs)
which, until recently, was the
device of choice in power
electronics applications.
Although it is not possible to
define absolutely the operating
boundaries of a power device,
we will loosely refer to the
power device as any device
that can switch at least 1A.
The bipolar power transistor is
a current controlled device. A
large base drive current as
high as one-fifth of the
collector current is required to
keep the device in the ON
state.
Also, higher reverse base drive
currents are required to obtain
fast turn-off. Despite the very advanced state of manufacturability and lower costs of BJTs, these
limitations have made the base drive circuit design more complicated and hence more expensive than the
power MOSFET.
processing techniques that are
similar to those of today's VLSI
circuits, although the device
geometry, voltage and current
levels are significantly different
from the design used in VLSI
devices. The metal oxide
semiconductor field effect
transistor (MOSFET) is based
on the original field-effect
transistor introduced in the
70s. Figure 1 shows the
device schematic, transfer
characteristics and device
symbol for a MOSFET. The
invention of the power
MOSFET was partly driven by
the limitations of bipolar power
junction transistors (BJTs)
which, until recently, was the
device of choice in power
electronics applications.
Although it is not possible to
define absolutely the operating
boundaries of a power device,
we will loosely refer to the
power device as any device
that can switch at least 1A.
The bipolar power transistor is
a current controlled device. A
large base drive current as
high as one-fifth of the
collector current is required to
keep the device in the ON
state.
Also, higher reverse base drive
currents are required to obtain
fast turn-off. Despite the very advanced state of manufacturability and lower costs of BJTs, these
limitations have made the base drive circuit design more complicated and hence more expensive than the
power MOSFET.
No comments:
Post a Comment