.gif){kind=small}
|
هدف از راه اندازی این وب سایت آموزشی، کمک کردن به علاقه مندان به یادگیری علم الکترونیک و میکروکنترلر بوده بخصوص دانش آموزان و دانشجویان که برای پیدا کردن مطلب مورد نظر خود سایتهای گوناگونی را جستجو میکنند که در نهایت به هدف خود نمی رسند، در این وب سایت سعی براین است که آموزش از پایه شروع شود. در ادامه با مثالهای نحوه استفاده از قطعات الکترونیک و عیب یابی آنها آموزش داده خواهد شد. همچنین پروژه های برای آموزش قرار داده شده است.
اسماعیل بخش زاد محمودی
09118315058
09336485452
09373054607
09390617786
telegram.me/Electronic_iran کانال
Esmail_bakhshzad@yahoo.com esmail2bakhshzad@gmail.com
محافظ تمام دیجیتال هوشمند وسایل برقی ( یخچال و فریزر- صوتی تصویری-کامپیوتر )
منبع تغذیه 0-32 ولت 0-5 آمپر قابل افزایش تا 0-20 آمپر (Power supply 0-5A 0-20A)
مدار کنترل کننده هوشمند تپ چنجر ترانس قدرت 63 کیلو ولت سه فاز
هشدار دهنده نشت گاز شهری و دود همراه با قطع خودکار گاز و برق
محافظت از سطح ولتاژ شارژ- جریان شارژ و دمای باطری های UPS تا 200 آمپر
محافظت و کنترل حد جریان سه فاز 0-200 آمپر در سه رنج کاری
کنترل و راه اندازی سروموتورهای الکتریکی و موتور DC و موتور ﭘله ای
قفل الکترونیکی هوشمند توسط تاچ لمسی (Touch Screen)
تابلوی روان با ماتریس 32*8 ارسال پیام متنی از طریق کامپیوتر
طراحی و ساخت فانکشن ژنراتور با کنترل لمسی توسط (Touch Screen)
محافظت و کنترل ولتاژ و جریان خروجی از مدار AC / DC
کنترل دور موتورهای الکتریکی و اعمال موج PWM و از طرق رابط تاچ ﭘد و LCDگرافیکی (Touch Screen)
پروژه مدار آشکارساز نشت گازمتان و گاز بوتان و LPG سنسور MQ
پروژه کنترل و محافظت دیجیتال ولتاژ
پروژه منبع تغذیهDigital 0-42V 5A
ولتمتر و آمپرمتر دیجیتال با AVR
برنامه نویسی میکروکنترلر 52 & 8051
مدار مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC
کاربرد تراشه TTL 74HC573 در تابلو روان LED
مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC میکرو کنترل AVR
کاربرد تراشه TTL74541 در ولتمتر دیجیتال با AVR
کاربرد تراشه رگلاتور ولتاژ LM723
تقویت کننده تفاضلی Single Operational Amplifier
استفاده از ترانزیستور برای سویچ کردن Switching Transistor
برنامه راه اندازی موتور پله ای Stop Motor
گذرگاه ارتباط دو سیمه میکرو کنترلر AVR – SPI
www.powerengineering.blogfa.com
الکترونیک مقدماتی
الکترونیک صنعتی
میکرو الکترونیک AVR
برنامه نویسی Assembl
1.پروژه آزمایشگر میکروکنترلر 8051-52
2.پروژه آزمایشگر میکروکنترلر PIC
3.پروژه ساعت RTC با میکرو 8051
4.محافظ تمام دیجیتال هوشمند AVR
5.پروژه LED-Stopper 7x20میکرو AVR
6.پروژه Digital Clock LED 32x8 AVR
7.پروژه Digital Voltmeter-Ammeter
8.پروژه منبع تغذیه Digital Power Supply 0-42V 5A
9.پروژه کنترل و محافظت دیجیتال ولتاژ خروجی AC/DC
10.پروژه ساعت دیجیتال RTC با AVR
11.پروژه مدار آشکارساز نشت گازمتان و گاز بوتان و LPG سنسور MQ
13.محافظت و کنترل ولتاژ و جریان خروجی از مدار AC / DC
14.طراحی و ساخت فانکشن ژنراتور با کنترل لمسی توسط (Touch Screen)
15.تابلوی روان با ماتریس 32*8 ارسال پیام متنی از طریق کامپیوتر
16.قفل الکترونیکی هوشمند توسط تاچ لمسی (Touch Screen)
17.کنترل و راه اندازی سروموتورهای الکتریکی و موتور DC و موتور ﭘله ای
18.محافظت و کنترل حد جریان سه فاز 0-200 آمپر در سه رنج کاری
19.محافظت از سطح ولتاژ شارژ- جریان شارژ و دمای باطری های UPS تا 200 آمپر
20. پروژه کنترل دور و زاویه چرخش موتور های گیربکس دار
21. محافظ ولتاژ برق شهر تایمر دار 30 آمپری
22.هشدار دهنده نشت گاز شهری و دود همراه با قطع خودکار گاز و برق
23. مدار کنترل کننده هوشمند تپ چنجر ترانس قدرت 63 کیلو ولت سه فاز
24. منبع تغذیه 0-32 ولت 0-5 آمپر قابل افزایش تا 0-20 آمپر (Power supply 0-5A 0-20A)
25. محافظ تمام دیجیتال هوشمند وسایل برقی ( یخچال و فریزر- صوتی تصویری-کامپیوتر )
1. مقالات در رابطه با سیستم های دیجتال و اطلاعاتی مفید در رابطه با Multimedia Card (MMC – SD)
2. مقالات در رابطه با آموزش میکروکنترلر AVR و PIC و8051-52 و...
دانلود نرم افزارهای کاربردی
1.نرم افزارهای برای میکروکنترلر 8051
2.نرم افزارهای برای میکروکنترلر PIC
3.نرم افزارهای برای میکروکنترلر AVR
ساعت
ماسفت MOSFET metal–oxide–semiconductor field-effect transistor
ماسفت یا ترانزیستور اثرمیدانی نیمه رسانا-اکسید-فلز، معروف ترین ترانزیستور اثرمیدان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال است. این گونه از ترانزیستور اثر میدان نخستین بار در سال ۱۹۲۵ میلادی معرفی شد. در آن هنگام، ساخت و به کارگیری این ترانزیستورها، به سبب نبود علم و ابزار و امکان، با دشواری همراه بود و از همین روی، برای پنج دهه فراموش شدند و از میدان پیشرفت های الکترونیک بر کنار ماندند. در آغاز دههٔ ۱۹۷۰م، بار دیگر نگاهها به MOSFET ها افتاد و برای ساختن مدارهای مجتمع به کار گرفته شدند.
/Power Electronic Mosfet (01).jpg)
در ترانزیستور اثر میدان (FET) چنان که از نام اش پیدا است، پایهٔ کنترلی، جریانی مصرف نمیکند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه رسانا، جریان عبوری از FET کنترل میشود. از همین روی ورودی این مدار هیچ اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمیگذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد. عمده تفاوت ماسفت با ترانزیستور JFET در این است که گیت ترانزیستورهای ماسفت توسط لایهای از اکسید سیلیسیم SiO از کانال مجزا شده است. به این دلیل به ماسفتها فِت با گیت مجزا به انگلیسی: IGFET ، Insulated Gate FET نیز گفته میشود. مدارهای مجتمع بر پایهٔ فناوری ترانزیستورهای اثر میدان MOS، را میتوان بسیار ریزتر و سادهتر از مدارهای مجتمع بر پایهٔ ترانزیستورهای دوقطبی ساخت، بی آن که حتی در مدارها و تابعهای پیچیده و مقیاسهای بزرگ نیازی به مقاومت، دیود، یا دیگر قطعههای الکترونیکی داشته باشند. همین ویژگی، تولید انبوه آنها را آسان میکند، چندان که هم اکنون بیشتر از ۸۵ درصد مدارهای مجتمع، بر پایهٔ فناوری MOS طراحی و ساخته میشوند.
ترانزیستورهای MOS، بسته به کانالی که در آنها شکل میگیرد، NMOS یا PMOS نامیده میشوند. در آغاز کار، PMOS ترانزیستور پرکاربردتر در فناوری MOS بود. اما از آن جا که ساختن NMOS آسانتر است و مساحت کمتری هم میگیرد، از PMOS پیشی گرفت. بر خلاف ترانزیستورهای دوقطبی، در ترانزیستورهای MOSFET، جریان نتیجهٔ شارشِ تنها یک حامل (الکترون یا حفره) در میان پیوندها است و از این رو، این ترانزیستورها را تکقطبی هم مینامند.
/Power Electronic Mosfet (02).gif)
ساختار و کارکرد ماسفت افزایشی
فت دارای سه پایه با نامهای درین D، سورس S و گیت G است که پایه گیت، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل میکند. فتها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور میکند. FETها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک میگردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند. نوع دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی MOSFET ها هستند - ترانزیستور اثرمیدانی نیمهرسانای اکسید فلز، یکی از اساسیترین مزیتهای ماسفتها نویز کمتر آنها در مدار است.
/Power Electronic Mosfet (03).gif)
فتها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر، نخست پایه گیت را پیدا میکنیم. یعنی پایهای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق میتوان پایهٔ درین را از سورس تشخیص داد.
ماسفت کاهشی
ساختار این گونهٔ ترانزیستور MOS همانند ساختار ترانزیستورهای افزایشی است، تنها با این تفاوت که هنگامِ ساخت آن کانال را به وسیلهٔ یک نوار از جنس سیلیسیم، میان سورس و درین تعبیه میکنند. از این رو اگر اختلاف پتانسیل میان آن دو اعمال شود، جریانی از سورس به درین خواهیم داشت هرچند که ولتاژ اعمال شده به گیت صفر باشد.
تاریخچه
اصل اساسی این نوع ترانزیستور برای اولین بار توسط جولیوس ادگار Lilienfeld در سال 1925 به ثبت رسید. بیست و پنج سال بعد هنگامی که اقدام به ثبت اختراع ترانزیستور اتصال کرد آنها دریافتند Lilienfeld در حال حاضر برگزاری یک ثبت اختراع که در راه است که می تواند شامل تمام انواع ترانزیستورهاشود. آزمایشگاههای بل قادر به کار کردن توافق با Lilienfeld، که هنوز زنده بود که در آن زمان بود. نسخه آزمایشگاههای بل نام داده شد ترانزیستور اتصال دو قطبی، و یا به سادگی ترانزیستور، و طراحی Lilienfeld نام ترانزیستور اثر میدانی بر گرفت. در سال 1959، Dawon Kahng و مارتین M.Atalla در آزمایشگاههای بل فلز اکسید نیمه هادی ترانزیستور اثر میدانی (MOSFET) به عنوان شاخه ای به طراحی FET اختراع شد.
عملکرد و ساختار های مختلف از اتصال دو قطبی ترانزیستور MOSFET با قرار دادن یک لایه عایق در سطح نیمه هادی و سپس با قرار دادن یک الکترود گیت فلزی که در آن ساخته شده بود. این سیلیکون کریستالی نیمه هادی و لایه ای از دی اکسید سیلیکون اکسیده حرارتی برای عایق استفاده می شود. MOSFET سیلیکون تله الکترونی موضعی در رابط بین لایه سیلیکون و اکسید آن بومی تولید نیست، و در نتیجه ذاتا عاری از تجملات و تزئینات و پراکندگی از حامل های که مانع عملکرد ترانزیستورهای اثر میدانی زودتر بود. پس از توسعه اتاق تمیز به منظور کاهش آلودگی به سطوح پیش از این فکر لازم است، و فرآیند دو وجهی اجازه می دهد تا مدارات را در مراحل بسیار کمی ساخته شده باشد، این سیستم سی SiO2 نوع دارای جاذبه های فنی به عنوان هزینه پایین تولید (بر اساس هر مدار) و سهولت یکپارچه سازی است. علاوه بر این، با استفاده از روش اتصال دو MOSFET های مکمل (P-کانال و N-کانال) را به یکی از سوئیچ بالا / پایین، شناخته شده به عنوان CMOS، این بدان معنی است که مدارهای دیجیتالی پاشیدن قدرت بسیار کمی به جز زمانی که در واقع روشن است. عمدتا به دلیل این سه عامل، MOSFET تبدیل شده است با توجه به نوع ترانزیستور به طور گسترده ای مورد استفاده در مدارات مجتمع است.
/Power Electronic Mosfet (04).gif)
مدارهای CMOS
MOSFET در مکمل های دیجیتال، نیمه هادی اکسید فلزی CMOS منطق مورد استفاده قرار می گیرد، که به عنوان بلوک های ساختمانی با استفاده از p- و ماسفت کانال N- است. بیش از حد یک نگرانی عمده ای را در مدارهای مجتمع ایجاد می کند، از ترانزیستورهای بیشتر در تراشه های بسته بندی کوچکتر استفاده می شود. CMOS منطق مصرف برق را کاهش می دهد، زیرا هیچ جریان و در نتیجه هیچ قدرت مصرف نمی شود، به جز زمانی که ورودی به گیت های منطقی در حال تغییر است. CMOS کاهشی در حال حاضر با تکمیل هر nMOSFET با یک pMOSFET و اتصال هر دو گیتس و هر دو با هم تشکیل می شود. یک ولتاژ بالا بر روی دروازه باعث خواهد شد nMOSFET برای انجام و pMOSFET به ولتاژ پایین بر روی دروازه بایاس معکوس قرار گیرد. این ترتیب تا حد زیادی مصرف برق و تولید گرما را کاهش می دهد. برنامه های کاربردی CMOS دیجیتال و آنالوگ در زیر توضیح داده شده است.
دیجیتال
رشد فن آوری های دیجیتال مانند ریزپردازنده فراهم کرده است انگیزه برای پیشبرد تکنولوژی MOSFET سریع تر از هر نوع دیگری از سیلیکون مبتنی بر ترانزیستور است. یک مزیت بزرگ از ماسفت برای مدار دیجیتال این است که لایه ی اکسید بین دروازه و کانال مانع جریان از جریان از طریق دروازه DC، بیشتر به کاهش مصرف برق و دادن امپدانس ورودی بسیار بزرگ است. اکسید عایق بین دروازه و کانال به طور موثر جدا در یک منطق مرحله از مراحل اولیه و بعد از آن، که اجازه می دهد تا یک خروجی MOSFET تنها به درایو تعداد قابل توجهی از ورودی MOSFET. دو قطبی ترانزیستور مبتنی بر منطق (مانند TTL) چنین ظرفیت بالا fanout ندارد. این انزوا نیز باعث می شود آن را آسان تر برای طراحان به برخی از اثرات حد بارگذاری بین مراحل منطق به طور مستقل نادیده گرفت. این حد با فرکانس عامل تعریف می شود: به عنوان افزایش فرکانس، امپدانس ورودی ماسفت ها کاهش می یابد.
آنالوگ
مزایای MOSFET در مدارهای دیجیتال را به برتری در تمام مدارهای آنالوگ تبدیل شدنی نیست. دو نوع مدار بر اساس ویژگی های مختلف ترانزیستور تشکیل می شود. مدارات دیجیتال سوئیچ، در حالی که مدارهای دیجیتال بر رفتار MOSFET دقیقا در منطق سوئیچینگ عمل می کند در مدارات آنالوگ بر منطق تقویت کننده یا مقاومت متغییر استفاده می شود. اتصال ترانزیستور دو قطبی (BJT) به طور سنتی ترانزیستور آنالوگ از انتخاب، به دلیل آن transconductance بالا و پایین امپدانس خروجی (تخلیه ولتاژ استقلال) در منطقه تعویض دارد با این وجود ماسفت ها به طور گسترده ای در بسیاری از انواع مدارات آنالوگ به دلیل مزایای خاص آن استفاده می شوند. عملکرد و ویژگیهای بسیاری از مدارهای آنالوگ را می توان با تغییر اندازه (طول و عرض) ماسفت طراحی نمود. در مقایسه، در اکثر ترانزیستورهای دوقطبی اندازه دستگاه تاثیر قابل توجهی بر عملکرد و ویژگی های ایده آل ماسفت در مورد gate فعلی (صفر) و تخلیه منبع ولتاژ افست (صفر) نیز نسبت به عناصر نزدیک به ایده آل سوئیچ، و همچنین ایجاد تغییر خازن مدارهای آنالوگ عملی. در ناحیه خطی خود، ماسفت ها را می توان به عنوان مقاومتهای دقیق، که می تواند مقاومت آن را کنترل نمود بسیار بیشتر از BJT ها استفاده می شود. در مدارهای قدرت بالا، ماسفت گاهی اوقات استفاده از فراری حرارتی رنج می برند نه به عنوان BJT ها داشته باشد. همچنین آنها را می توان بعنوان خازن و مدارهای چرخنده استفاده نمود، که اجازه می دهد از آنها به عنوان سلف استفاده شود، از این رو برای ساخت مدارات آنالوگ بر روی یک تراشه سیلیکونی در یک فضای بسیار کوچکتر استفاده می شود.
پیشرفت ماسفتها
در طول دهه های گذشته، ماسفتها به طور مستمر در اندازه کوچک و طول کانال ماسفتها معمولی یک بار میکرومتر و مدارهای مجتمع مدرن ترکیب ماسفتها های با طول کانال از دهها نانومتر است. در تئوری پوسته شدن رابرت Dennard محوری در شناخت است که این کاهش مداوم را ممکن بود. اینتل شروع به تولید یک فرایند شامل 32 نانومتر اندازه از ویژگی های (با کانال که حتی کوتاه تر) در اواخر سال 2009 نموده است. این صنعت نیمه هادی را حفظ می کند که مجموعه سرعت برای توسعه ماسفتها از لحاظ تاریخی، مشکلات با کاهش اندازه ماسفتها شده اند با دستگاه نیمه هادی فرآیند ساخت نیاز به استفاده از ولتاژهای بسیار پایین، و با فقیرتر عملکرد الکتریکی طراحی مدار ایجاب می کند.
/Power Electronic Mosfet (05).gif)
- مدار بالا یک سوئیچینگ با ترانزیستور ماسفت است که با پالس اعمالی به پایه گیت، ماسفت روشن شده و شروع به هدایت می کند، با تغییر درصد پهنای پالس سرعت چرخش موتور را می شود تغییر داد، دیود زنر D2 برای حفاظت از پایه ی ورودی یا همان گیت به مدار اضافه شده تا پالس های با دامنه بیشتر از 12 ولت را محافظت کند دیود D1 برای حفاظت از جریان برگشتی سیم پیچ موتور به دوسر موتور DC متصل شده تا MOSFET آسیب نبیند.
ماسفت ها و طریقه ی تست آنها
یکی از اساسی ترین مزیت های ماسفت ها نویز کمتر آنها در مدار است. فت ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مولتی متر، نخست پایه گیت را پیدا می کنیم. یعنی پایه ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می توان پایه درین را از سورس تشخیص داد برای یک آزمایش صحیح باید مراحل زیر بررسی شود.
- این روش بوسیله مولتی متر دیجیتال انجام میشود.
- در این روش کلیه مراحل با استفاده از تست دیود انجام میشود لذا سلکتور اهم متر را بر روی مد تست دیود ( بیزر صوتی ) قرار بدهید.
- دقت کنید تمامی مراحل باید به ترتیب انجام شود.
- هنگام تست نباید ماسفت با دست تماس پیدا کند.
- قبل از شروع تست بوسیله دیتا شیت پایه های ماسفت مورد تست را مشخص کنید و آن را بر روی یک کاغذ ترسیم کنید.
- ابتدا برای اینکه بار ذخیره شده در ماسفت که بر اثر دست زدن به پایه هایش ایجاد شده تخلیه شود باید سه پایه ماسفت توسط قسمت فلزی پیچ گشتی دسته دار اتصال کوتاه شود دقت کنید میله فلزی پیچ گوشتی به دست یا فرش یا .... اصابت نکند بهتره است این کار را بر روی یک میز چوبی انجام دهید.
/Power Electronic Mosfet (06).gif)
انجام کامل مراحل فوق نشان از سلامت کارکرد ماسفت شما دارد
/Power Electronic Mosfet (07).gif)
لینک دانلود دیتاشت یک نمونه ماسفت IRF2807:
http://s2.picofile.com/file/7825119779/DataSheet_Mosfet_.zip.html
رمز فایل: www.Project-esisis.com
/Power Electronic Mosfet (08).gif)
راه انداز ماسفت Driver Mosfet
راهاندازی ماسفت های قدرت به نظر راحت می رسد. این ترانزیستورها دارای یک پایه گیت هستند که با اعمال ولتاژ می توان ترانزیستور را خاموش و یا روشن کرد. به علت مقاومت داخلی بالای آن تقریبا نیاز به جریان اضافی نیز ندارند. این ترانزیستور ها بیشتر در مدارات سوئیچینگ استفاده می شوند که یا کامل خاموش یا روشن هستند بنابراین توان تلف شده آنها تقریبا صفر است. ولی هنگام روشن و یا خاموش شدن آنها اگر ولتاژ گیت کافی نباشد و یا با شیب آنها را روشن کنیم باعث داغ شدن ترانزیستور خواهیم شد .این ترانزیستور ها معمولا دارای ظرفیت خازنی در گیت خود هستند که مانع سریع روشن و یا خاموش شدن ترانزیستور خواهد شد، در واقع در لحظه اول گیت به صورت اتصال کوتاه عمل کرده و جریان زیادی را مصرف خواهد کرد و به سرعت به حالت روشن و یا خاموش تغییر حالت نخواهد داد، بنابراین با توجه به مقاومت ظاهری نسبتا زیاد این ترانزیستور ها نیاز به تقویت کننده جریان برای گیت آنها خواهیم داشت که می توانید از آی سیICL7667 استفاده کنید .
لینک دانلود دیتاشت یک راه انداز ماسفت ICL7667 :
http://s4.picofile.com/file/7825121391/DataSheet_ICL7667_.zip.html
رمز فایل: www.Project-esisis.com
/Power Electronic Mosfet (09).gif)
/Power Electronic Mosfet (10).gif)
•مدار بالا که از یک ماسفت با شماره 2N7000 برای سوئیچ کردن بار قرار گرفته در سر پایه ی درین D خود استفاده نموده است پس از فشردن کلید ON مدار سوئیچ نموده و تا دشارژ شدن خازن C1 لامپ روشن باقی خواهد ماند پس از تخلیه خازن ولتاژ پایه گیت صفر شده و در نتیجه ماسفت خاموش خواهد شد و لامپ نیز خاموش می شود، در حقیقت مانند یک تایمر عمل می کند. لازم بذکر است که جریان بین پایه D , S حداکثر 200mA خواهد بود با توجه به MOSFET انتخاب شده.
ساختار ماسفت های قدرت Power Mosfet
تقریباً تمامی مدارات فرکانس بالا و توان متوسط با استفاده از ترانزیستور های دو قطبی ساخته می شدند. ظهور این عنصر در عرصه قطعات نیمه هادی باعث شد که ساخت مدارات با سرعت بیشتر و توان تلفاتی کمتر ممکن شود. همچنین مزایای دیگر آن باعث گردید که امروزه بسیاری از مدارات توان متوسط از قبیل کنترل کننده های دور موتورها، منابع تغذیه سوئیچینگ، بالاست لامپ های فلوروسنت، و بسیاری از مدارات دیگر به کمک این عنصر محقق شوند.
ماسفت با نفوذ دو گانه DMOS
فعلا متداولترین ساختار ماسفت پر توان، ماسفت با نفوذ دو گانه DMOS شکل زیر، همانطور که می بینید ماسفت روی یک زیر لایه نوع n با آلایش کم ساخته شده است که زیر آن یک ناحیه با آلایش زیاد برای اتصال درین وجود دارد. دو فرایند نفوذ به کار می رود. یکی برای تشکیل ناحیه P بدنه و یکی برای تشکیل ناحیه N سورس. ترانزیستور DMOS بدین صورت کار می کند که با اعمال یک ولتاژ آستانه Vt به گیت جریان توسط الکترونها حمل می شود و پس از گذشتن از کانال کوتاه
/Power Electronic Mosfet (11).gif)
به زیر لایه آمده، بصورت عمودی به درین می رود. این فرایند خلاف چیزی است که در ماسفت های کوچک – سیگنال اتفاق می افتد، زیرا در آنها جریان به صورت جانبی عبور می کند. این نوع ترانزیستور ها به رغم داشتن کانال کوتاه، ولتاژ شکست بسیار بزرگی دارند تا 600V زیرا ناحیه تهی زیر لایه و بدنه عمدتاً در زیر لایه کم آلایش قرار دارد و در کانال وارد نمی شود. به این ترتیب می توان ماسفتی داشت که هم توانایی جریاندهی بزرگ داشته باشد حدود 50A و هم ممکن است ولتاژ شکست بزرگی داشته باشند.
ماسفت عمودی VMOS
تمام بخشهای ماسفت تخت در ماسفت عمودی نیز وجود دارد، یک سطح فلزی که پایه های ماسفت به آن متصل اند – لایه Sio بین گیت و ناحیه نوع P قرار گرفته بین درین و سورس که کانال در آن القا می شود عملکرد در وجه افزایشی. صفت عمودی عمدتاً به این خاطر به این نوع ماسفت ها داده شده است که کانال اکنون در جهت قائم ایجاد می شود، نه در جهت افقی ماسفت های تخت.
/Power Electronic Mosfet (12).gif)
اعمال یک ولتاژ مثبت به درین و یک ولتاژ منفی به سورس، هنگامی که گیت در ولتاژ صفر یا یک مقدار مثبت قرار دارد یک کانال Nدر ناحیه P ماسفت القا می شود. اکنون طول کانال توسط فاصله قائم ناحیه P تعیین می شود که می توان آن را بسیار کوچکتر از طول کانال ماسفتهای با ساختار تخت ساخت. به طور خلاصه ترانزیستور وی ماس در مقایسه با ماسفتهای تخت مقاومت کانال کوتاهتر و جریان و توان مجاز بزرگتری دارد. و دیگر مزیت ساختار عمودی این است که ضریب حرارتی این نوع ماسفت مثبت است و به این ترتیب با فرار حرارتی مقابله می شود.
ماسفت تی TMOS
ماسفت تی شبیه ماسفت وی است ولی در آن شیار وی شکل استفاده نمی شود، بنابراین ساخت آن آسان تر است شکل زیر. گیت در یک لایه اکسید سیلیسیوم مدفون است و اتصال سورس تمام سطح ترانزیستور را می پوشاند. درین در زیر قرار دارد. ماسفت تی را می توان در ابعادی کوچکتر از ماسفت وی ساخت. و در عین حال مزیت کوتاهی کانال عمودی را حفظ کرد.
/Power Electronic Mosfet (13).gif)
ماسفت یو UMOS
UMOS ماسفت یک گیت شیار گونه دارد. برای افزایش چگالی کانالی با درست کردن یک کانال عمودی. ساختمان این ماسفت قدرت، الکترود گیت مدفون در یک شکاف است حک شده در سیلیسیم، این به یک کانال عمودی نتیجه می شود. علاقه اصلی ساختمان آن از بین بردن اثر ترانزیستور اثرمیدانی پیوندی JFET است نام ساختمان از یو شکل شکاف می آید.
/Power Electronic Mosfet (14).gif)
ماسفت HEXMOS
ماسفت قدرت HEXFET برای شکل ششگانه سلول هایش نامیده می شود. شدت جریان از فلز دارکردن منبع پایین از میان ابزار و تماس درین حاصل می شود. همچنین شارش جریان عمودی دلیل این است که یک ماسفت عمودی فراخوانده شود. برای افزایش پهنای مساحت رویه کانالی توسعه یافته بوده اند ساختمانهای یاخته ای روی تمام موضوع قالب ماس فت را اساساً تکرار کردند. چندین شکل برای این سلول ها پیشنهاد شده است، مشهور ترین آنها یکسوساز بین المللی HEXFET است.
/Power Electronic Mosfet (15).gif)
فرار گرمایی در ماسفتهای قدرت
مقاومت حالت روشن ماسفتهای قدرت با افزایش دما افزایش می یابد. پراکندگی توان در این مقاومت باعث افزایش دمای اتصال می شود. با اینحال، افزایش مقاومت حالت روشن با افزایش دما به تعادل جریان بین چند ماسفت موازی کمک می کند و تنش جریانی بوجود نمی آید. اگر دمای بوجود آمده توسط ترانزیستور بیشتر از حدی باشد که توسط هیت سینک پراکنده شود، فرار گرمایی اتفاق می افتد و ترانزیستور آسیب می بیند. این مسئله را می توان تا حدی با کم کردن مقاومت دمایی بین بدنه ترانزیستور و هیت سینگ حل کرد.
/Power Electronic Mosfet (16).gif)
- مدار بالا یک ترانزیستور ماسفت را نشان میدهد که در حالت تقویت کننده قدرت مورد استفاده قرار گرفته سیگنال ورودی سینوسی و 20KHZ با دامنه حدود 1mV می باشد که توسط ماسفت IRF510 تا 10mV تقویت شده البته با تغییر پتانسیومتر RV1 که کنترل کننده Gain تقویت می باشد می شود بازهم بهره تقویت را کم یا زیاد کرد شکل موج سبز رنگ سیگنال ورودی را نشان می دهد، قرمز رنگ سیگنال خروجی.
توجه: شما می توانید مدارهای طراحی شده بالا را در نرم افزار شبیه ساز Proteus v7 آزمایش کنید می توانید آنها را همراه با مثال های دیگر از لینک معرفی شده همین بخش دانلود نمائید.
لینک دانلود:
http://s3.picofile.com/file/7825124729/Power_Electronic_Mosfet_.zip.html
نسخه ی pdf قابل دانلود این صفحه:
لینک دانلود:
http://s3.picofile.com/file/7825129030/Power_Electronic_003_.zip.html
رمز فایل: www.Project-esisis.com
راھنمای دانلودگزارش خرابی لینک
.gif){kind=small}
