ترانزیستور ها یکی از قطعات الکترونیکی که بودند که بعد از ساخته شدن، جهش بزرگی در علم و تکنولوژی به وجود آوردند و یکی از انواع مهم ترانزیستورهای کاربردی در صنایع، ماسفت ها هستند.
از ماسفت ها برای مقاصد و کاربردهای متنوعی در صنعت استفاده می شود و شناخت ساختار و انواع آن ها کمک شایانی در بکارگیری آن ها می کند.
در این مقاله با این نوع از ترانزیستورها، انواع آن ها و کاربرد هر یک آشنا خواهیم شد.
۱- ترانزیستور ماسفت چیست؟
ماسفت (MOSFET) یکی از انواع تراتزیستور است که دارای یک اثر میدانی نیمه رسانا می باشد.
به طور کلی باید بدانیم ترانزیستورها به دو دسته ترانزیستورهای اتصال دو قطبی و ترانزیستور اثر میدانی تقسیم می شوند و ماسفت در گروه ترانزیستور های اثر میدانی قرار دارد.
در گروه ترانزیستورهای اثر میدانی، کنترل جریان براساس الکترون های آزاد یا حفره حاصل از میدان الکتریکی صورت می گیرد.
در این گروه ترانزیستورها خود به دو دسته ی ماسفت و جی فت تقسیم می شوند.
پایه و اساس در نوع اول ترانزیستورها (BJT) كنترل جریان می باشد در حالیكه در ماسفت ها اساس كنترل ولتاژ است.
۲- اجزای ترانزیستور ماسفت
ماسفت (MOSEFT) مخفف عبارت Metal oxide semiconductor field effect transistor است كه تاثیر میدان را در این ترانزیستور بیان می كند.
ماسفت شامل گیت (gate)، درین (drain)، سورس (source) و بدنه می باشد.
در اکثر مواقع بدنه به سورس متصل می شود بنابراین اكثرا ماسفت را با سه پایه یاد شده می شناسند و بدنه را به عنوان یك عضو مستقل در نظر نمی گیرند.
از کاربردهای اصلی ماسفت می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- منابع تغذیه سوئیچینگ
- اینورترها
- كنترل كننده های موتور های نوع DC
- دستگاه های ups
۳- طرز كار ماسفت
همانطور كه در شكل مشخص است پایه gate وظیفه كنترل را به عهده دارد، پایه source ورودی و پایه drain خروجی می باشد.
این نكته حائز اهمیت است كه بدانیم زیر gate با لایه ای از جنس اكسید سیلسیوم پوشانده شده است، این موضوع باعث میشود كه gate با بقیه ی قسمت های ترانزیستور ارتباط نداشته باشد.
حال به سراغ عملكرد ماسفت می رویم اگر ولتاژی به پایه gate (پایه كنترل كننده) اعمال شود، باعث به وجود آمدن میدان الكتریكی می شود .
وظیفه كنترل جریان به وجود آماده بین source و drain برعهده gate می باشد.
این در حالی است كه هیچ جریان الكتریكی مابین gate و خود ماسفت وجود نخواهند داشت.
۴- انواع ترانزیستور ماسفت
۴-۱- N-channel یا P-channel
این نوع ترانزیستور ها، که مدل پرکاربردتری هم هستند، به عنوان سوئیچینگ، تقویت کننده و ... استفاده میشوند.
در N-channel ها پایه source باید به پایه منفی تغذیه وصل گردد.
برای روشن كردن باید ولتاژ gate افزایش یابد و برای خاموش كردن باید gate را به پایه منفی منبع تغذیه وصل كنیم.
در p-channel ها پایه source باید به مثبت منبع تغذیه وصل شود.
برای روشن كردن باید ولتاژ gate به صفر برسد یعنی اول باید به منفی منبع تغذیه وصل كنیم و برای خاموش كردن باید gate را به مثبت منبع تغذیه وصل كرد.
۴-۲- Enhancement یا depletion
وظیفه این نوع ماسفت نگه داشتن قطع اتصال است تا زمانیكه ولتاژی به gate وارد شود كه در این جا اتصال بین source و drain را خواهیم داشت.
۴-۳- normal یا logic level
وظیفه این نوع ماسفت ها برخلاف Enhancement این است كه وصل اتصال را حفظ می كند تا جایی كه ولتاژی به gate وارد شود.
در این صورت قطع اتصال بین source و drain را مشاهده خواهیم كرد.
۵- تست ماسفت
MOSFET ها یکی از قطعات الکترونیکی کاربردی هستند که به نسبت روش تشخیص سلامت و تشخیص پایه طولانی تری دارند.
مولتی متر را بر روی تست دیود قرار می دهیم.
باید توجه داشته باشیم که این ترانزیستور را روی یک سطح کاملا عایق و بدون بار قرار دهیم؛ مثل چوب و سپس قبل از شروع به تست به وسیله یک جسم فلزی بدون بار الکتریکی (مثل سر فلزی پیچ گوشتی یا پراب مولتی متر) تمام پایه ها را اتصال کوتاه کنیم تا شارژ خازن های داخلی ماسفت همگی تخلیه شوند.
در نظر داشته باشید که با دانستن نوع ترانزیستور، بسیار راحت تر می توانیم سلامت آن را تشخیص دهیم.
۵-۱- تست سلامت ترانزیستور MOSFET N-Channel
برای ترانزیستور منفی پراب سیاه را روی گیت و پراب قرمز را روی سورس میگذاریم، مولتی متر نباید بوق بزند چون در این حالت مدار باز است.
سپس پراب قرمز را به سورس و پراب سیاه را به درین متصل میکنیم، در این حالت باید مولتی متر عدد نمایش دهد.
با عکس کردن پراب ها در دو حالت بالا مولتی متر نباید بوق بزند.
۵-۲- تست سلامت ترانزیستور MOSFET P-Channel
برای ترانزیستور ماسفت مثبت پراب قرمز رنگ را روی گیت پراب سیاه رنگ را روی سورس قرار میدهیم و مولتی متر نباید بوق بزند.
سپس پراب سیاه را به سورس و پراب قرمز را به درین متصل میکنیم، در این حالت مولتی متر باید عدد نمایش دهد.
با عکس کردن پراب ها در دو حالت بالا مولتی متر نباید بوق بزند.
