ترانزیستور MOSFET

قبل از اینکه به مبحث ترانزیستور MOSFET وارد شویم،

باید با یک مثال ساده، عملکرد ترانزیستور MOSFET را به شما نشان دهیم.

به سد زیر توجه کنید

همانطور که مشاهده میکنید سد دارای ورودی و خروجی است.

مقدار زیادی آب، پشت سد قرار دارد و مقداری از آب، توسط دیچه ی وسط سد،

به خروجی سد منتقل میشود. پس دریچه ی سد، وظیفه ی کنترل آب را بر عهده دارد.

اگر درچه ی سد بسته شود، هیچ آبی از ورودی سد به خروجی سد منتقل نمیشود.

حال بهتر است به سراغ ولتاژ و جریان و مقاومت الکتریکی برویم.

فرض کنیم آب ذخیره شده در پشت سد همان ولتاژ باشد،

دریچه ی سد را مانند یک مقاومت الکتریکی در نظر بگیرید

و شدت آب خروجی از دریچه را مانند جریان الکتریکی فرض کنید.

با باز شدن دریچه ی سد، جریان آب از ورودی سد به خروجی آن منتقل میشود

در نتیجه وظیفه ی دریچه ی سد است که این ورودی و خروجی را کنترل کند.

در الکترونیک، این دریچه مانند یک مقاومت متغیر عمل میکند.

اما مقاومت متغیر یا پتانسیومتر، چه رابطه ای با ترانزیستور MOSFET دارد؟

در پتانسیومتر، ما به وسیله ی چرخاندن یک ولوم، میتوانیم با افت ولتاژ ،

شدت جریان الکتریکی را کنترل کنیم اما در ترانزیستور MOSFET ، با تغییر ولتاژ میتوانیم جریان را کنترل کنیم.

در تصویر زیر یک پتانسیومتر را مشاهده میکنید.

به سراغ ترانزیستور MOSFET برویم

ترانزیستور MOSFET دارای سه پایه با نام های گیت (Gate)، درین (Drain) و سورس (Source) هستد.

اگر به پایه ی سورس و درین، ولتاژی متصل کنیم، دقیقا مانند آب ذخیره شده ی سد است.

وظیفه ی پایه ی گیت همان کنترل جریان بین سورس و درین است. یعنی گیت دقیقا مانند یک دریچه عمل میکند.

این دریچه (پایه ی گیت) چگونه میتواند جریان را کنترل کند؟

به رسیدن ولتاژ به پایه ی گیت، این دریچه باز میشود و با کاهش ولتاژ روی این پایه، دریچه بسته میشود.

حال بهتر است به سراغ یک مدار ساده با ترانزیستور برویم

در مدار بالا مشاهده میکنید که با تغییر ولتاژ بین پایه های گیت و سورس،

دریچه ی کانال تغییر میکند و در نتیجه شدت جریان بین پایه های درین و سورس تغییر میکند.

به مدار زیر دقت کنید.

فرض کنید ما قصد تغییر سرعت موتور را داشته باشیم و بخواهیم به وسیله ی MOSFET

این کار را انجام دهیم. به پایه ی Control دقت کنید. اگه به وسیله ی PWM

به این پایه ولتاژ بدهیم، چه اتفاقی می افتد؟

اتفاق جالبی که پیش می آید، این است که ولتاژ پایه ی گیت با توجه با پالس PWM ، متغیر است.

در نتیجه به وسیله ی PWM ، میتوانیم ولتاژ پایه ی گیت را تغییر دهیم و با تغییر ولتاژ پایه ی گیت،

شدت جریان بین درین و سورس تغییر میکند و سرعت موتور الکتریکی تغییر میکند.

جمع بندی :

امروزه استفاده از ترانزیستور های MOSFET ،آنقدر زیاد شده که بیش از ۸۰ درصد پردازنده ها

از این ترانزیستور تشکیل شده. ترانزیستور MOSFET میتواند در ابعاد بسیار کوچک ساخته شود.

برای ساخت یک پردازنده، ابتدا باید از فلیپ فلاپ ها استفاده کرد و برای ساخت فلیپ فلاپ ها

باید از گیت استفاده کرد و برای ساخت گیت باید از ترانزیستور استفاده کرد.

موفق باشید .