الکترونیک

ماسفت چیست ؟

قسمت اول

ماسفت چیست ؟ امروز در ادامه آموزشهای تصویری، یکی دیگر از مستندهای مهندسی را برای شما آماده کرده ایم.

در این ویدیو  قصد داریم بگوییم ماسفت چیست ؟

ماسفت چیست ؟

در سال ۱۹۴۹ برای محاسبه مقدار عدد پی ۷۰ ساعت طول می کشید

اما اکنون گوشی هوشمند در دست ما این کار را در کسری از ثانیه انجام می دهد

این پردازش توسط یک قطعه کوچک در داخل این گوشی هوشمند انجام می شود

این قطعه یک نوع ترانزیستور است که به ماسفت معروف است

خوب برای درک بهتر نحوه عملکرد ماسفت بیایید با هم یک انیمیشن ببینیم

ماسفت یک سوییچ الکترونیکی است که اجازه میدهدجریان بدون هیچ قطعه مکانیکی جریان یابد

ماسفت هم مانند هر ترانزیستوری متشکل از نیمه هادی هاست

شکل خالص آن رسانایی الکتریکی بسیار پایینی دارد اما می توانید یک مقدار ناخالصی کنترل شده را در نیمه هادی وارد کنید

این کار باعث میشود هدایت الکتریکی ماسفت به شدت افزایش یابد

این تزریق ناخالصی به ماسفت را دوپینگ می نامیم برای درک تکنیک دوپینگ ابتدا باید ساختار سیلیکون و ناخالصی که قرار است تزریق شود را بشناسیم

سیلیکون خالص هیچ الکترون آزادی ندارد و به همین دلیل هدایت الکترکی کمی دارد

اما اگر یک ناخالصی به آن اضاف کنیم هدایت الکتریکی آن به شدت افزایش می یابد به این کار تکنیک” اِن تایپ دو پینگ”می گوییم

همچنین می‌توان ناخالصی‌ را با الکترون‌های کمتری تزریق کرد تا میزان رسانایی سیلیکون افزایش یابد به این نوع تزریق”پی تایپ دوپینگ” گفته میشود

هنگامی که غلظت ناخالصی کم‌تر باشد، گفته می‌شود که ناخالصی کم یا سبک(لایت) است

از طرف دیگر اگر غلظت نا خالصی بیشتر باشد گفته می‌شود که ناخالصی زیاد یا سنگین است

نحوه کار ماسفت

برگردیم به نحوه کار ماسفت اگر یک ویفر سیلیکون را به روش زیر تغلیض کنید یک ماسفت ابتدایی یا (پایه) خواهید داشت

تعداد کمی از Pتوجه داشته باشید که درناحیه الکترون ها قابلیت هدایت الکتریکی دارند

ما به این الکترون ها حامل های اقلیت می گوییم و به اهمیت آنها در ماسفت پی خواهیم برد

هر گاه یک اتصالPN تشکیل می شود  الکترون های سمت ان میل به پرکردن حفره های سمت پی دارند

این یعنی در مرز پیوندPNنه حفره ای و نه الکترونی برای پر شدن وجود ندارد

به این منطقه ناحیه تخلیه در یک ماسفت نامیده میشودو پدیده مذکور نیز در ناحیهPNاتفاق می افتد

حالا بیایید یک باتری یا منبع قدرت به ماسفت وصل کنیم تا ببینیم چه اتفاقی می افتد

در سمت راست اتصالPN الکترون‌ها به سمت قطب مثبت باتری جذب میشوند و حفره‌هابه کنارمنتقل می‌شوند

بطور خلاصه در سمت راست ماسفت هدایت الکتریکی بیشتری رخ می دهدو این بعلت وجود منبع تغذیه است

این یعنی هیچ جریانی ازاین ساختار ماسفت عبورنخواهد کرد و در نتیجه ماسفت کار نمیکند

بیایید ببینیم با یک تکنیک ساده چطور میتوان یک جریان الکترونی از ماسفت عبور داد

نحوه عملکرد یک خازن

برای درک بهتر این موضوع اول باید نحوه عملکرد یک خازن را بررسی کنیم

در داخل خازن دو صفحه موازی روبروی هم قرار داده شده اند و بین آنها را یک عایق پوشانیده است

وقتی به پایه مثبت این خازن یک ولتاژDC اعمال کنید الکترون ها بر روی صفحات فلزی انباشته میشوند

این انباشت شار ها یک میدان الکتریکی بین صفحات ایجاد میکند

حالا بیایید صفحات این خازن را با یک ماسفت نوع پی جابجا کنیم

اکنون اگر منبع قدرت را متصل کنیم مشاهده میکنیم که الکترون ها از طریق صفحات خازن ماسفت را ترک میکنند

در یک ماسفت الکترون ها میل دارند در ناحیه پی پراکنده شوند

بار مثبت روی صفحات فلزی که به علت جابجایی الکترون تولید شده

یک میدان الکتریکی را ایجاد خواهد کرد به یاد داشته باشید

که برخی از الکترون های آزاد در ناحیه نوع پی هم وجود دارند

میدان الکتریکی تولید شده مثل یک خازن ، الکترون‌ها را به بالا جذب خواهد کرد

ما فرض می‌کنیم که میدان الکتریکی تولید شده کاملا قوی بوده و سپس جریان الکترون را مشاهده می‌کنیم

برای بهتر درک کردن این موضوع بیایید این مدل را مثال بزنیم

که برخی از الکترون ها مجددا حفره ها را پر کرده اند

ناحیه تخلیه

و شما می توانید ببینید که تمام حفره های قسمت بالایی توسط الکترون ها پر شده اند

درست در زیر این منطقه الکترون ها تمام حفره ها را پر کرده اند و هیچ الکترون آزادی وجود نداشت

این ناحیه به یک ناحیه تخلیه تبدیل شده در این فرایند تنها مانع ناحیه ذتخلیه بود که از بین رفت

و یک کانال برای جریان الکترون ایجاد شد و اگر اکنون یک منبع قدرت به آن متصل کنیم الکترون ها بدون هیچ مزاحمتی جریان می یابند

این همان روشی است که ماسفت را در حالت روشن نگه می دارند شما به راحتی می توانید نامگذاری پایه های ترانزیستور را با ماهیت جریان الکترون مرتبط کنید

در صورتی که ولتاژ اعمال‌شده به اندازه کافی نباشد میدان الکتریکی ضعیف خواهد بود

و کانالی تشکیل نخواهد شد و در نتیجه هیچ جریان الکترونی وجود نخواهد داشت

پس ما فقط با استفاده از کنترل ولتاژ قادر خواهیم بود ماسفت را روشن و خاموش کنیم

در ادامه می توانید مطالب گفته شده را درباره ماسفت چیست ؟ را در فیلم  زیر مشاهده نمایید

مترجم : مهندس محسن میرزایی 
گوینده : شاهین حیدر پور 

کاری از گروه دوبلاژ آترینا
و کانال مستند های مهندسی

قسمت دوم

برچسب ها

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

همچنین ببینید

بستن
دکمه بازگشت به بالا
بستن