মাঠ (একপোলার) ট্রানজিস্টর এমন একটি ডিভাইস যার তিনটি আউটপুট রয়েছে এবং এটি প্রয়োগ করা নিয়ন্ত্রণ ইলেক্ট্রোড (গেট) দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।গেট) ভোল্টেজ কন্ট্রোল ইলেক্ট্রোড (গেট) এ প্রয়োগ করা হয়। নিয়ন্ত্রিত কারেন্ট উৎস-ড্রেন সার্কিটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়।
এই জাতীয় ট্রায়োডের ধারণাটি প্রায় 100 বছর আগে উদ্ভূত হয়েছিল, তবে এটি গত শতাব্দীর মাঝামাঝি পর্যন্ত ব্যবহারিক বাস্তবায়নের কাছে যাওয়া সম্ভব হয়নি। 1950-এর দশকে, একটি ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের ধারণা তৈরি করা হয়েছিল এবং 1960 সালে প্রথম কার্যকরী নমুনা তৈরি করা হয়েছিল। এই ধরণের ট্রায়োডের সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি বোঝার জন্য, তাদের গঠন বোঝা প্রয়োজন।
বিষয়বস্তু
ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের ডিজাইন
ইউনিপোলার ট্রানজিস্টরগুলি তাদের নকশা এবং উত্পাদন প্রযুক্তি অনুসারে দুটি বড় শ্রেণিতে পড়ে। যদিও নিয়ন্ত্রণ নীতিগুলি একই রকম, তাদের নকশা বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।
p-n জংশন সহ ইউনিপোলার ট্রায়োড
এই ধরনের একটি p-n জংশন ট্রানজিস্টরের গঠন একটি সাধারণের মতোই অর্ধপরিবাহী ডায়োড এবং, এর বাইপোলার আপেক্ষিক থেকে ভিন্ন, শুধুমাত্র একটি সংযোগ ধারণ করে। একটি p-n জংশন ট্রানজিস্টরে এক ধরনের কন্ডাক্টরের একটি ওয়েফার থাকে (যেমন, n), এবং অন্য ধরনের সেমিকন্ডাক্টরের একটি এমবেডেড অঞ্চল (এই ক্ষেত্রে, p)।
এন-স্তর একটি চ্যানেল গঠন করে যার মাধ্যমে উৎস এবং ড্রেনের পিনের মধ্যে কারেন্ট প্রবাহিত হয়। গেট লিড পি-অঞ্চলের সাথে সংযুক্ত। যদি একটি ভোল্টেজ বিপরীত দিকে স্থানান্তর স্থানান্তরিত গেটে প্রয়োগ করা হয়, স্থানান্তর এলাকা প্রসারিত হয়, চ্যানেল ক্রস-সেকশন, বিপরীতভাবে, সংকীর্ণ হয়, এর প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। গেট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে, চ্যানেলে কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করা যায়। ট্রানজিস্টর একটি পি-টাইপ চ্যানেল দিয়েও তৈরি করা যেতে পারে, তারপর গেটটি একটি এন-সেমিকন্ডাক্টর দ্বারা গঠিত হয়।
এই ডিজাইনের একটি বিশেষত্ব হল ট্রানজিস্টরের খুব বড় ইনপুট রেজিস্ট্যান্স। গেট কারেন্ট রিভার্স-সুইচড জংশনের রেজিস্ট্যান্স দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং ডিসি-তে একক বা দশের নানাম্পিয়ারের পরিসরে থাকে। এসি কারেন্টে জংশন ক্যাপাসিট্যান্স দ্বারা ইনপুট রেজিস্ট্যান্স দেওয়া হয়।
উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতার কারণে এই ধরনের ট্রানজিস্টরগুলিতে অ্যামপ্লিফিকেশন স্টেজগুলি একত্রিত হয়, ইনপুট ডিভাইসগুলির সাথে মেলানোকে সহজ করে। এছাড়াও, ইউনিপোলার ট্রায়োড চার্জ বাহককে পুনরায় একত্রিত করে না, যা কম-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ কমায়।
যখন কোন পক্ষপাতিত্ব ভোল্টেজ থাকে না, তখন চ্যানেলের প্রস্থ সর্বাধিক হয় এবং চ্যানেলের মধ্য দিয়ে প্রবাহ সর্বাধিক হয়। যখন ভোল্টেজ বাড়ানো হয়, তখন চ্যানেলের এমন একটি অবস্থায় পৌঁছানো সম্ভব যেখানে এটি সম্পূর্ণভাবে আটকে আছে। এই ভোল্টেজকে বলা হয় কাটঅফ ভোল্টেজ (Uots)।
ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের ড্রেন কারেন্ট গেট এবং সোর্স এবং ড্রেন সোর্স ভোল্টেজ উভয়ের উপর নির্ভর করে। যদি আপনি গেট ভোল্টেজ ঠিক করেন, তাহলে প্রথমে Uci বাড়ার সাথে কারেন্ট প্রায় রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায় (ab প্লট)।স্যাচুরেশনে প্রবেশ করার সময়, ভোল্টেজের আরও বৃদ্ধির ফলে কার্যত ড্রেন কারেন্ট (bb বিভাগ) বৃদ্ধি পায় না। গেট লকিং ভোল্টেজের মাত্রা বাড়ার সাথে সাথে আই-স্টকের নিম্ন মানগুলিতে স্যাচুরেশন ঘটে।
চিত্রটি গেট ভোল্টেজের বিভিন্ন মানের জন্য উৎস এবং ড্রেনের মধ্যে ড্রেন কারেন্টের ভোল্টেজ নির্ভরতার একটি পরিবার দেখায়। স্পষ্টতই, স্যাচুরেশন ভোল্টেজের উপরে Uci-তে, ড্রেন কারেন্ট কার্যত শুধুমাত্র গেট ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে।
এটি ইউনিপোলার ট্রানজিস্টরের স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিত্রিত হয়। ঋণাত্মক গেট ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে ড্রেন কারেন্ট প্রায় রৈখিকভাবে হ্রাস পায় যতক্ষণ না এটি শূন্যে পৌঁছায় যখন গেট ভোল্টেজ কাটঅফ ভোল্টেজ স্তরে পৌঁছায়।
বিচ্ছিন্ন গেট সহ ইউনিপোলার ট্রায়োড
ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের আরেকটি রূপ হল একটি উত্তাপযুক্ত গেট সহ নকশা। এই ট্রায়োডগুলিকে টিএফটি বলা হয় টিআইআর (ধাতু-অস্তরক-অর্ধপরিবাহী) ট্রানজিস্টর, বিদেশী পদবী MOSFET. ডাকার রেওয়াজ ছিল এমওএস (ধাতু-অক্সাইড-অর্ধপরিবাহী)।
সাবস্ট্রেটটি একটি নির্দিষ্ট পরিবাহিতা ধরণের পরিবাহী দিয়ে তৈরি (এই ক্ষেত্রে, n), চ্যানেলটি অন্য পরিবাহিতা ধরণের একটি অর্ধপরিবাহী দ্বারা গঠিত হয় (এই ক্ষেত্রে, পি)। গেটটি একটি পাতলা ডাইইলেকট্রিক (অক্সাইড) স্তর দ্বারা সাবস্ট্রেট থেকে পৃথক করা হয় এবং শুধুমাত্র তৈরি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাধ্যমে চ্যানেলটিকে প্রভাবিত করতে পারে। যখন গেট ভোল্টেজ নেতিবাচক হয়, উত্পন্ন ক্ষেত্রটি চ্যানেল এলাকা থেকে ইলেকট্রনগুলিকে স্থানচ্যুত করে, স্তরটি ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং এর প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। একটি পি-টাইপ চ্যানেল সহ ট্রানজিস্টরগুলির জন্য, বিপরীতে, একটি ধনাত্মক ভোল্টেজ প্রয়োগ প্রতিরোধের বৃদ্ধি এবং কারেন্ট হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।
একটি গেট-বিচ্ছিন্ন ট্রানজিস্টরের আরেকটি বৈশিষ্ট্য হ'ল স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যের ইতিবাচক অংশ (পি-চ্যানেল ট্রায়োডের জন্য নেতিবাচক)। এর মানে হল যে একটি নির্দিষ্ট মানের একটি ধনাত্মক পোলারিটি ভোল্টেজ গেটেও প্রয়োগ করা যেতে পারে, যা ড্রেন কারেন্টকে বাড়িয়ে তুলবে।আউটপুট বৈশিষ্ট্যের পরিবার p-n জংশন ট্রায়োডের থেকে মৌলিকভাবে আলাদা নয়।
গেট এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে অস্তরক স্তর খুবই পাতলা, তাই উৎপাদনের প্রথম দিকের টিআইআর ট্রানজিস্টর (উদাহরণস্বরূপ, ঘরোয়া KP350) স্ট্যাটিক বিদ্যুতের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল ছিল। উচ্চ ভোল্টেজগুলি পাতলা ফিল্মটিকে পাংচার করে, ট্রানজিস্টরটিকে অকার্যকর করে তোলে। আধুনিক ট্রায়োডে, ওভারভোল্টেজ থেকে রক্ষা করার জন্য গঠনমূলক ব্যবস্থা নেওয়া হয়েছে, তাই স্ট্যাটিক বিরুদ্ধে সতর্কতা প্রায় অপ্রয়োজনীয়।
ইনসুলেটেড গেট সহ ইউনিপোলার ট্রায়োডের আরেকটি রূপ হল প্ররোচিত-চ্যানেল ট্রানজিস্টর। এটিতে একটি প্রবর্তক চ্যানেল নেই, তাই গেটে ভোল্টেজের অনুপস্থিতিতে উৎস থেকে ড্রেনে কোন কারেন্ট প্রবাহিত হবে না। যদি গেটে একটি ধনাত্মক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, যে ক্ষেত্রটি এটি সাবস্ট্রেটের এন-জোন থেকে ইলেকট্রনকে "টান" দেয় এবং কারেন্ট প্রবাহের জন্য কাছাকাছি-পৃষ্ঠের অঞ্চলে একটি চ্যানেল তৈরি করে। এটি থেকে এটি স্পষ্ট যে এই জাতীয় ট্রানজিস্টর, চ্যানেলের ধরণের উপর নির্ভর করে, শুধুমাত্র একটি পোলারিটির ভোল্টেজ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এটি এর পাস-থ্রু বৈশিষ্ট্য থেকেও দেখা যায়।
ডাবল গেট ট্রানজিস্টরও আছে। এগুলি প্রচলিতগুলির থেকে পৃথক যে তাদের দুটি সমান গেট রয়েছে, যার প্রতিটি একটি পৃথক সংকেত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতে পারে, তবে চ্যানেলে তাদের প্রভাব সংক্ষিপ্ত করা হয়। এই জাতীয় ট্রায়োডকে সিরিজে দুটি সাধারণ ট্রানজিস্টর হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে।
ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের জন্য ওয়্যারিং ডায়াগ্রাম
ফিল্ড এফেক্ট ট্রানজিস্টরের প্রয়োগের সুযোগ একই রকম বাইপোলার. এগুলি প্রধানত পরিবর্ধক উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। বাইপোলার ট্রায়োড, যখন পরিবর্ধক পর্যায়ে ব্যবহৃত হয়, তখন তিনটি মৌলিক সার্কিট থাকে:
- সাধারণ সংগ্রাহক (ইমিটার রিপিটার);
- একটি সাধারণ বেস সঙ্গে;
- সাধারণ বিকিরণকারী।
ফিল্ড এফেক্ট ট্রানজিস্টর একইভাবে সংযুক্ত থাকে।
সাধারণ স্টক অ্যারে
একটি সাধারণ-ড্রেন সার্কিট (সোর্স রিপিটার), ঠিক যেমন একটি বাইপোলার ট্রায়োডে একটি ইমিটার রিপিটার, কোনো ভোল্টেজ লাভ প্রদান করে না, তবে বর্তমান লাভ প্রদান করে।
সার্কিটের সুবিধা হল এর উচ্চ ইনপুট প্রতিরোধের, তবে কিছু ক্ষেত্রে এটি একটি অসুবিধা - পর্যায়টি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের জন্য সংবেদনশীল হয়ে ওঠে। প্রয়োজন হলে, R3 প্রতিরোধক অন্তর্ভুক্ত করে Rin হ্রাস করা যেতে পারে।
সাধারণ গেট সহ সার্কিট
এই সার্কিটটি একটি সাধারণ বেস সহ একটি বাইপোলার ট্রানজিস্টরের অনুরূপ। এই সার্কিট ভাল ভোল্টেজ লাভ দেয়, কিন্তু কোন বর্তমান লাভ হয় না। সাধারণ বেস ডিজাইনের মতো, এটি সাধারণত ব্যবহৃত হয় না।
কমন সোর্স অ্যারে
সবচেয়ে সাধারণ সার্কিট হল ফিল্ড ইফেক্ট ট্রায়োডের সাধারণ উৎস সংযোগ। এর লাভ নির্ভর করে ড্রেন সার্কিটে প্রতিরোধের Rc থেকে প্রতিরোধের অনুপাতের উপর (ড্রেন সার্কিটে লাভ সামঞ্জস্য করার জন্য একটি অতিরিক্ত প্রতিরোধক ইনস্টল করা যেতে পারে) এবং ট্রানজিস্টরের বৈশিষ্ট্যের ঢালের উপরও নির্ভর করে।
ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরগুলি নিয়ন্ত্রিত প্রতিরোধ হিসাবেও ব্যবহৃত হয়। এই উদ্দেশ্যে, অপারেটিং পয়েন্টটি রৈখিক বিভাগের মধ্যে নির্বাচিত হয়। একটি নিয়ন্ত্রিত ভোল্টেজ বিভাজক এই নীতি অনুযায়ী প্রয়োগ করা যেতে পারে।
এবং এই মোডে একটি ডাবল গেট ট্রায়োডে আপনি প্রয়োগ করতে পারেন, উদাহরণস্বরূপ, গ্রহণকারী সরঞ্জামগুলির জন্য একটি মিক্সার - এক গেটে প্রাপ্ত সংকেত এবং অন্যটিতে - হেটেরোডাইন থেকে সংকেত.
আপনি যদি এই তত্ত্বটি গ্রহণ করেন যে ইতিহাস একটি সর্পিলভাবে বিকশিত হয়, আপনি ইলেকট্রনিক্সের বিকাশে একটি প্যাটার্ন দেখতে পাবেন। প্রযুক্তিটি ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত টিউব থেকে দূরে বাইপোলার ট্রানজিস্টরে চলে গেছে, যেগুলোকে নিয়ন্ত্রণ করতে কারেন্ট প্রয়োজন। সর্পিল একটি সম্পূর্ণ বাঁক তৈরি করেছে - এখন সেখানে ইউনিপোলার ট্রায়োডের আধিপত্য রয়েছে, যার প্রয়োজন নেই, যেমন ল্যাম্পের মতো, কন্ট্রোল সার্কিটে বিদ্যুৎ খরচ। চক্রীয় বক্ররেখা আমাদের পরবর্তী কোথায় নিয়ে যাবে - আমরা দেখতে পাব। এখন পর্যন্ত, ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের কোন বিকল্প পরিলক্ষিত হয়নি।
সম্পরকিত প্রবন্ধ:
