MOSFET பெருக்கி
MOSFET பெருக்கியானது உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இது ஒரு வகையான இன்சுலேட்டட்-கேட் அடிப்படையிலான புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர் ஆகும். ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் குறைந்த o/p மின்மறுப்பு மற்றும் அதிக i/p மின்மறுப்பை பெருக்கச் செயல்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தும்போது வழங்குகின்றன.
MOSFET பெருக்கியின் சுற்று மற்றும் செயல்பாடு
MOSFET பெருக்கிக்கான சுற்று கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. வடிகால் மின்னழுத்தம், வடிகால் மின்னோட்டம் மற்றும் கேட்-மூல மின்னழுத்தம் ஆகியவை V ஆல் குறிப்பிடப்படும் போது, 'G,' 'S,' மற்றும் 'D' என்ற எழுத்துக்கள் கேட், மூல மற்றும் வடிகால் ஆகியவற்றின் நிலைகளைக் குறிக்க இந்தச் சுற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டி , நான் டி , மற்றும் வி ஜி.எஸ் .
MOSFETகள் பெரும்பாலும் நேரியல்/ஓமிக், கட்-ஆஃப் மற்றும் செறிவூட்டல் ஆகிய மூன்று பகுதிகளில் செயல்படுகின்றன. MOSFETகள் பெருக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, அவை இந்த மூன்று இயக்கப் பகுதிகளில் ஒன்றின் ஓமிக் மண்டலத்தில் செயல்படுகின்றன, அங்கு பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் உயரும்போது சாதனத்தின் ஒட்டுமொத்த மின்னோட்ட ஓட்டம் அதிகரிக்கிறது.
MOSFET பெருக்கியில், JFET போன்றே, கேட் மின்னழுத்தத்தில் ஒரு சிறிய மாற்றம் அதன் வடிகால் மின்னோட்டத்தில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும். இதன் விளைவாக, கேட் டெர்மினல்களில் பலவீனமான சிக்னலை வலுப்படுத்துவதன் மூலம் MOSFET ஒரு பெருக்கியாக செயல்படுகிறது.
MOSFET பெருக்கியின் வேலை
MOSFET பெருக்கி சுற்று ஒரு மூல, வடிகால், சுமை மின்தடை மற்றும் இணைப்பு மின்தேக்கிகளை மேலே காட்டப்பட்டுள்ள எளிய சுற்றுக்கு சேர்ப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது. MOSFET பெருக்கியின் பயாசிங் சர்க்யூட் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:
ஒரு மின்னழுத்த பிரிப்பான் என்பது மேலே உள்ள சார்பு சுற்றுகளின் கட்டிடக் கூறு ஆகும், மேலும் அதன் முதன்மை வேலை ஒரு டிரான்சிஸ்டரை ஒரு திசையில் சார்பு செய்வதாகும். எனவே, டிரான்சிஸ்டர்கள் பொதுவாக சார்பு சுற்றுகளில் பயன்படுத்தும் சார்பு நுட்பமாகும். மின்னழுத்தம் பிரிக்கப்பட்டு MOSFET இல் சரியான மட்டத்தில் வழங்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய, இரண்டு மின்தடையங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இரண்டு இணை மின்தடையங்கள், ஆர் 1 மற்றும் ஆர் 2 , சார்பு மின்னழுத்தங்களை வழங்க பயன்படுகிறது. மேலே உள்ள சர்க்யூட்டில் உள்ள சார்பு DC மின்னழுத்தம் பிரிப்பான் AC சிக்னலில் இருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது, இது C ஆல் மேலும் பெருக்கப்படும். 1 மற்றும் சி 2 இணைத்தல் மின்தேக்கிகளின் ஜோடி. ஒரு RL மின்தடையம் போன்ற சுமை வெளியீட்டைப் பெறுகிறது. சார்பு மின்னழுத்தம் பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:
ஆர் 1 மற்றும் ஆர் 2 பெருக்கியின் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பை அதிகரிக்கவும் ஓமிக் சக்தி இழப்புகளைக் கட்டுப்படுத்தவும் இந்த வழக்கில் மதிப்புகள் பொதுவாக அதிகமாக இருக்கும்.
உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு மின்னழுத்தங்கள் (வின் & வவுட்)
கணித வெளிப்பாடுகளை எளிதாக்குவதற்காக, வடிகால் கிளைக்கு இணையாக இணைக்கப்பட்ட சுமை இல்லை என்று நாங்கள் கருதுகிறோம். மூல-கேட் மின்னழுத்தம் VGS, கேட் (G) முனையத்திலிருந்து உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை (Vin) பெறுகிறது. ஆர் எஸ் x I டி அந்தந்த R இல் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை வழங்க வேண்டும் எஸ் மின்தடை. கடத்தல் (g மீ ) என்பது வடிகால் மின்னோட்டத்தின் விகிதம் (I டி ) கேட்-மூல மின்னழுத்தத்திற்கு (வி ஜி.எஸ் ) ஒரு நிலையான வடிகால்-மூல மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்ட பிறகு:
எனவே, ஐ டி = ஜி மீ ×வி ஜி.எஸ் உள்ளீடு மின்னழுத்தம் (வி உள்ளே ) V இலிருந்து கணக்கிடப்படலாம் ஜி.எஸ் :
o/p மின்னழுத்தம் (வி வெளியே ) மேலே உள்ள சுற்று:
மின்னழுத்த ஆதாயம்
மின்னழுத்த அதிகரிப்பு (ஏ IN ) என்பது உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு மின்னழுத்தங்களின் விகிதமாகும். அந்த குறைப்புக்குப் பிறகு, சமன்பாடு மாறும்:
BJT CE பெருக்கியைப் போலவே MOSFET பெருக்கியும் o/p சிக்னலின் தலைகீழ் மாற்றத்தை செய்கிறது. '-' குறியீடு தலைகீழ் மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது. கட்ட மாற்றமானது வெளியீடுகளுக்கு 180° அல்லது ரேட் ஆகும்.
MOSFET பெருக்கியின் வகைப்பாடு
மூன்று வெவ்வேறு வகையான MOSFET பெருக்கிகள் உள்ளன: பொதுவான கேட் (CG), பொதுவான மூல (CS) மற்றும் பொதுவான வடிகால் (CD). ஒவ்வொரு வகை மற்றும் அதன் கட்டமைப்பு கீழே விரிவாக உள்ளது.
பொதுவான மூல MOSFETகளைப் பயன்படுத்தி பெருக்கம்
ஒரு பொதுவான மூல பெருக்கியில், o/p மின்னழுத்தம் பெருக்கப்படுகிறது, மேலும் அது வடிகால் (D) முனையத்தின் உள்ளே உள்ள சுமையில் மின்தடையை அடைகிறது. இந்த வழக்கில் கேட் (ஜி) மற்றும் சோர்ஸ் (எஸ்) டெர்மினல்கள் இரண்டிலும் i/p சமிக்ஞை வழங்கப்படுகிறது. மூல முனையம் இந்த ஏற்பாட்டில் i/p மற்றும் o/p க்கு இடையே ஒரு குறிப்பு முனையமாக செயல்படுகிறது. அதன் அதிக ஆதாயம் மற்றும் அதிக சமிக்ஞை பெருக்கத்திற்கான சாத்தியக்கூறு காரணமாக, இது BJTகளை விட விரும்பத்தக்க கட்டமைப்பு ஆகும். பொதுவான மூல MOSFET பெருக்கியின் சுற்றுக்கான வரைபடம் கீழே உள்ளது.
'RD' மின்தடை என்பது வடிகால் (D) மற்றும் தரையில் (G) இடையே உள்ள எதிர்ப்பாகும். அடுத்த படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள கலப்பின π மாடல், இந்த சிறிய-சிக்னல் சர்க்யூட்டைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த மாதிரியிலிருந்து, உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்னோட்டம் i = g ஆல் குறிக்கப்படுகிறது மீ உள்ளே gs . எனவே,
வெவ்வேறு அளவுருக்களின் மதிப்புகள் Rin=∞, V என மதிப்பிடலாம் நான் =வி தங்களை மற்றும் வி gs =வி நான்
எனவே, திறந்த-சுற்று மின்னழுத்த ஆதாயம்:
ஒரு மூலத்தால் இயக்கப்படும் ஒரு நேரியல் சுற்று அதன் தெவெனின் அல்லது நார்டனின் சமமானதாக மாற்றப்படலாம். சிறிய சமிக்ஞை சுற்றுவட்டத்திலிருந்து சுற்று வெளியீட்டுப் பகுதியை மாற்றுவதற்கு நார்டனின் சமநிலையைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த சூழ்நிலையில் நார்டன் சமமானது மிகவும் நடைமுறைக்குரியது. அனுமானிக்கப்பட்ட சமநிலையுடன், மின்னழுத்தம் ஜி IN இவ்வாறு மாற்றலாம்:
பொதுவான மூல MOSFET பெருக்கிகள் எல்லையற்ற உள்ளீடு/வெளியீட்டு மின்மறுப்பு, அதிக ஆன்/ஆஃப் எதிர்ப்பு மற்றும் உயர் மின்னழுத்த ஆதாயம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன.
காமன்-கேட் பெருக்கி (CG)
காமன்-கேட் (CG) பெருக்கிகள் பெரும்பாலும் தற்போதைய அல்லது மின்னழுத்த பெருக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டிரான்சிஸ்டரின் மூல முனையம் (S) CG ஏற்பாட்டின் உள்ளீடாக செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் வடிகால் முனையம் வெளியீட்டாக செயல்படுகிறது மற்றும் கேட் டெர்மினல் தரையுடன் (G) இணைக்கப்பட்டுள்ளது. உள்ளீடு மின்மறுப்பைக் குறைக்க அல்லது ஊசலாட்டத்தைத் தவிர்க்க உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டிற்கு இடையே வலுவான தனிமைப்படுத்தலை உருவாக்க அதே கேட் பெருக்கி ஏற்பாடு பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொதுவான-கேட் பெருக்கி சமமான சர்க்யூட்டின் சிறிய-சிக்னல் மற்றும் டி மாதிரிகள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன. ‘டி’ மாடலில் கேட் கரண்ட் எப்போதும் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.
'Vgs' மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தினால், மூலத்தில் உள்ள மின்னோட்டம் 'V ஆல் குறிக்கப்படுகிறது gs x ஜி மீ ', பிறகு:
இங்கே, பொதுவான கேட் பெருக்கி R ஆகக் குறிப்பிடப்படும் உள்ளீட்டு எதிர்ப்பைக் குறைத்துள்ளது உள்ளே = 1/கிராம் மீ . உள்ளீட்டு எதிர்ப்பின் மதிப்பு பொதுவாக சில நூறு ஓம்கள் ஆகும். o/p மின்னழுத்தம் பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:
எங்கே:
எனவே, திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தம் இவ்வாறு குறிப்பிடப்படலாம்:
சுற்று வெளியீட்டு எதிர்ப்பானது R ஆக இருப்பதால் ஓ = ஆர் டி , பெருக்கி ஆதாயம் குறைந்த i/p மின்மறுப்பால் பாதிக்கப்படுகிறது. எனவே, மின்னழுத்த வகுப்பியின் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்:
ஏனெனில் ‘ஆர் தங்களை ’ என்பது பெரும்பாலும் 1/g ஐ விட அதிகமாக இருக்கும் மீ , 'வி நான் V உடன் ஒப்பிடுகையில் ’ குறைகிறது தங்களை . ஒரு சுமை மின்தடை 'RL' o/p உடன் இணைக்கப்படும் போது பொருத்தமான மின்னழுத்த ஆதாயம் அடையப்படுகிறது. மின்னழுத்த ஆதாயம் இவ்வாறு குறிப்பிடப்படுகிறது:
பொதுவான வடிகால் பெருக்கி
பொதுவான வடிகால் (சிடி) பெருக்கி என்பது மூல முனையம் வெளியீட்டு சமிக்ஞையைப் பெறுகிறது, மேலும் வடிகால் (டி) முனையம் திறந்திருக்கும் போது கேட் முனையம் உள்ளீட்டு சமிக்ஞையைப் பெறுகிறது. சிறிய o/p சுமைகள் அடிக்கடி இந்த CD பெருக்கியை மின்னழுத்த இடையக சுற்றுகளாகப் பயன்படுத்தி இயக்கப்படுகின்றன. இந்த உள்ளமைவு மிகக் குறைந்த o/p மின்மறுப்பு மற்றும் மிக உயர்ந்த i/p மின்மறுப்பை வழங்குகிறது.
சிறிய சமிக்ஞைகளுக்கான பொதுவான வடிகால் பெருக்கியின் சமமான சுற்று மற்றும் T மாதிரி கீழே காட்டப்படும். இந்த மின்சுற்றில் உள்ள i/p உள்ளீட்டு மூலத்தை ஒரு மின்தடையின் (R) சமமான மின்னழுத்தத்தால் அடையாளம் காண முடியும். தங்களை ) மற்றும் ஒரு தெவெனின் (வி தங்களை ) ஒரு சுமை மின்தடையம் (RL) மூல (S) முனையத்திற்கும் தரை (G) முனையத்திற்கும் இடையில் வெளியீட்டுடன் இணைகிறது.
முதல் ஐ ஜி பூஜ்ஜியமாகும், Rin = ∞ முனைய மின்னழுத்தத்திற்கான மின்னழுத்த வகுப்பி இவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படலாம்:
Thevenin இன் சமமானதைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒட்டுமொத்த மின்னழுத்த ஆதாயம் மேலே உள்ள வெளிப்பாட்டைப் போலவே காணப்படுகிறது, இது R ஐக் கருத்தில் கொள்ளும்போது மதிப்பீடு செய்யப்படலாம். 0 =1/கிராம் மீ என:
முதல் ஆர் ஓ = 1/கிராம் மீ பெரிய சுமை மின்தடையம் 'RL' இலிருந்து பொதுவாக மிகச் சிறிய மதிப்பு, இந்த விஷயத்தில் ஒற்றுமையை விட ஆதாயம் சிறியது.
முடிவுரை
ஒரு வழக்கமான ஆம்ப் மற்றும் ஒரு MOSFET ஆம்ப் இடையே உள்ள வேறுபாடு என்னவென்றால், ஒரு வழக்கமான ஆம்ப் ஒரு எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட்டைப் பயன்படுத்தி உள்ளீட்டு சிக்னலைப் பெருக்கி அதிக அலைவீச்சு கொண்ட வெளியீட்டு சமிக்ஞையை உருவாக்குகிறது. MOSFET பெருக்கிகள், BJTகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மின் நுகர்வுடன் டிஜிட்டல் சிக்னல்களை செயலாக்குகின்றன.