بسم الله
ترانزيستور تأثير المجال
ترانزستورات تأثير المجال موسفت
MOSFET
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
يعتبر ترانزيستور تأثير المجال MOSFET تطويراً للترانزستورات العادية BJT ثنائية القطبية ولكنه ليس بديلاً مباشراً أو ممكناً دائماً فهنالك فروق بينهم سيتضح بعضها خلال الموضوع.
وهو أيضا في نوعين أساسيينذو القناة الموجبة P-CHANNEL والقناة السالبة N-CHANNEL والأخير N-CH مثل ترانزيستور NPN أكثر شهرة واستخداماً
ويركب مثله تماماً في الدوائر الإلكترونية مع الأخذ بعين الاعتبار فروقات تشغيل القاعدة B في BJT والبوابة GATE في MODFET
التركيب:
كما يظهر في الشكل
الفحص:
هنالك مشكلة في ساعات الفحص Multimeters عندما نريد فحص الموسفت فالساعات الرقمية وفي معظمها مجهز لقياس الثنائي والذي كما نعلم أن جهد العتبة له V=0.6V وعليه تخرج ساعة الفحص على طرفيها جهداً أعلى من ذلك لفحصه فإذا كان جهد ساعة الفحص يقل عن V=1.5V فلن تتمكن من قياسه وستحتاج لساعة قياس تماثلية عموماً:
هنالك عدة طرق لفحص الموسفت
أسهلها وهي:
طريقة القياس
• فرغ شحنة الأقطاب إن وجدت بين أطراف الموسفيت بتلامسهم بجسم معدني
• ضع الاوميتر على الوضع المسموع (صفاره )
• ضع الطرف الموجب (الأحمر) من الاوميتر على القاعدة G
• والطرف الأسود مره على المنبع ومره على المصرف
• يجب أن لا نسمع أي أثر للصفارة أبدا وإلا اعتبر تالفا
طريقة أخرى للفحص:
التقط الموسفت من الإطار العازل ولا تقترب من الأطراف المعدنية
لامس جميع أطراف الموسفت معاً بهدف تفريغ أي شحنة على البوابة GATE باستخدام مفك أو طرف المقياس
لامس الطرف السالب لساعة القياس (AVO) مع المنبع SOURCE وفي نفس الوقت
لامس الطرف الموجب لساعة القياس (AVO) مع البوابة GATE لأجل شحنها
ارفع الطرف الموجب عن البوابة واجعله يلامس المصب DRAIN
سوف تأخذ قراءة منخفضة على جهاز ساعة القياس (AVO) لأن الموسفت أصبحت في وضع التوصيل ON
بينما الطرف الموجب لا زال على المصب DRAIN اعمل تلامس بين البوابة GATE والمنبع SOURCE بطرف إصبعك لتفريغ شحنة البوابة ففي هذه الحالة يجب على جهاز ساعة القياس (AVO) أن يعطي قراءة مرتفعة بمعنى تحول الموسفت للوضع OFF اغلاق
أو بينما الطرف الموجب لا زال على المصب DRAIN ارفع الطرف السالب عن المنبع ودعه يلامس البوابة ثم أعده مرة ثانية ل SOURCEلإعطاء شحنة سالبة للبوابة GATE ففي هذه الحالة يجب على جهاز ساعة القياس (AVO) أن يعطي قراءة مرتفعة بمعنى تحول الموسفت للوضع OFF اغلاق
مقارنة بين MOSFET و Bipolar Junction Transistor BJT
عند قراءة خواص الترانزيستور من Data Sheet (كتاب دليل الخواص والمواصفات) نجد أن هنالك جهود تشغيلية مختلفة وتيارات متفاوتة ومنحنيات خواص كثيرة
ولكوننا لا نريد من خلال هذا العمل الدخول في تصاميم الدوائر الإلكترونية بشكل نظري أكاديمي ونود طرح الموضوع من الناحية العملية مع فهم لخواص القطع التي نتعامل معها ما أمكن أو ما يكفي لنقوم بفهم تلك التصاميم لنتمكن من إجراء أعمال الصيانة المختلفة
وعلى الرغم من ذلك فإن دراسة خواص القطع ذو فائدة عظيمة لمن كان يريد الإبحار في عالم الإلكترونيات بمزيد من الدراية والفهم
للمقارنة بين ترانزيستور MOSFET وترانزيستور BJT وأخص بالذكر الموسفت IRF840(MOSFET) وثنائي القطبية BUT11(BJT) نجد التالي:
جهد تشغيل القاعدة /البوابة
n حدود فرق الجهد القصوى بين الباعث والقاعدة V=1.4V مع أن فرق الجهد التشغيلي V=0.66
n حدود فرق الجهد القصوى بين ال S و G زائد / ناقص V=20V مع أن جهد التشغيل V=4.5V
تيار القاعدة بالنسبة لتيار الباعث في BJT حوالي 5%
تيار البوابة بالنسبة لتيار المنبع SOURCE أقل من أن تشعر به ساعات الفحص التي نستخدمها وكما ذكر في كتاب المواصفات فإن أعلى تيار يصل I=500nA .
وفي تجربة عملية بهذا الخصوص كانت النتائج التالية:
عند أدنى حد ممكن لجهد القاعدة/ بوابة تلاحظ أن BJT بدأت التكبير عند وصول أول جهد لقاعدتها في حين أن MOSFET لم تغير ساكناً عندما كان جهد بوابتها V=1V .وتبقى كذلك حتى يصل جهد البوابة ل V=2.866V فتبدأ بالتكبير (حسب التجربة يصبح جهد المنبع V=1mV فقط)
وعند مواصلة رفع جهد القدح نلاحظ أن ال BJT احتاجت لفرق جهد القاعدة عن الباعث V=0.58 لإمرار تياراً مقداره I=10mA في حين أن الموسفت تحتاج لجهد بوابة V=3.76 لإمرار نفس التيار لكن لو كانت نفس مقاومات تهيئة جهد القاعدة فهذا يعني ارتفاع جهد البوابة في الموسفت ل V=5.4V ولكنها ستمرر في هذه الحالة تيارا مقداره I=16.6mA أي أن تأثير المجال ستمرر تياراً أعلى من ثنائي القطبية عند تساوي ظروف التشغيل
والشكل الثالث تعزيز لنفس النتائج
الشكل الرابع وهو أقصى ما أمكن مع ساعة الفحص
وليس بحاجة لشرح فكل شيء واضح بالرسم
وفي محاولة للإجابة على السؤال:
هل يمكن تركيب ترانزيستور MOSFET مكان ترانزيستور BJT ؟
نشاهد الرسم التالي:
وقد اكتفي هنا بإضافة مثبت للجهد ZENER DIODE بقيمة 3.3 فولت عند التحويل من موسفت لعادي ثنائي القطبية
ولكن يمكن إضافة ترانزيستور أحياناً أو غالباً للتحويل من أي منهما للآخر فإذا كان تصميم الدائرة على الموسفت وأردنا تركيب عادي نضيف ترانزيستور لتكبير تيار القاعدة
ولو كان عندنا عادي ونريد الإستبدال بموسفت نضيف ترانزيستور لتكبير الجهد
وبدون الدخول في تفاصيل أكثر نشاهد الشكلين التاليين
أرجو أن أكون وفقت في توضيح الفروقات العملية بين BJT و MOSFET
موضوع عن الموسفت MOSFET ومقارنة مع BJT
بارك الله فيك وجزاك خيرا
