يعمل الترانزستور الموسفت كمفتاح مفتوح أو مفتاح مغلق بناء على الجهد المطبق عند البوابة,فلو كان الجهد عندا البوابة يساوي ضفر يكون الترانزستور في حالة OFF وهذا معناه أن بين Drain و Source مفتاح مفتوح Open Switch ولن يمر تيار ,أما عندما يتم تطبيق جهد عند البوابة أكبر من الصفر يبدأ الترانزستور يدخل في حالة Active ولكن حتى يصبح الترانزسنتور مفتاح مغلق Closed Switch لابد من تطبيق جهد عند القاعدة يصل بالترانزستور إلى مرحلة Saturation ,ولكن تكون معه مقاومة يطلق عليها RDS on بين Drain و Source وتكون قيمة هذه المقاومة أقل مايمكن حتى لا تعوق مرور التيار وتكون قيمة Power Dissipation أقل مما يقلل من تعرض الترانزستور للسخونة.
القدرة المفقودة في الترانزستور الموسفت
في حالة كان الترانزستور Closed Switch يتم حساب مقدار القدرة المفقودة عن طريق التالي:
كلما كانت قيمة المقاومة RDS صغيرة كلما قلت قيمة القدرة المفقودة مما ينتج عنه سخونة أقل للترانزستور.
نجد أن في بعض الكتب والداتاشيت يكون رمز الموسفت مرسوم به دايود,والسبب في ذلك هو التركيب الداخلي للموسفت حيث أن الترانزستور الموسفت يتم به اتحاد P لجسم الموسفت Body وغالبا يكون متصل مع المصدر Source مع N وهي المصرف Drain مما ينتج عنه دايود.
يتم توصيل دايود توصيلا عكسيا مع الحمل المراد تشغيله مثلا موتور ,لأنه عندما يكون الترانزستور ON يمر التيار إلى الحمل ولكن عندما يصبح الترانزستور بعد ذلك OFF لن يمر تيار ولكن الحمل أو الموتور يكون به جهد عالى جدا مما يعرض الترانزستور للتلف ولذلك نقوم بوضع الدايود لحماية الحمل والترانزستور من التلف.
أما لو تم توصيل الدايود توصيلا عكسيا مع الترانزستور يقوم أيضا بحمياية الترانزستور ولكن من الممكن مرور جهد أكبر من وضعه موصلا توصيلا عكسيا مع الحمل ولذلك الحالة الأولى تكون أفضل.
وأيضا التركيب الداخلي للموسفت نتج عنه تكون ترانزستور متطفل PARASITIC BJT ومكثف متطفل بين Source و Gate.
عمل الترانزستور الموسفت MOSFET كمفتاح
عمل الترانزستور الموسفت كمفتاح |
القدرة المفقودة في الترانزستور الموسفت
في حالة كان الترانزستور Closed Switch يتم حساب مقدار القدرة المفقودة عن طريق التالي:
كلما كانت قيمة المقاومة RDS صغيرة كلما قلت قيمة القدرة المفقودة مما ينتج عنه سخونة أقل للترانزستور.
الدايود المرسوم في بعض رموز الموسفت
الدايود المرسوم في بعض رموز الموسفت |
نجد أن في بعض الكتب والداتاشيت يكون رمز الموسفت مرسوم به دايود,والسبب في ذلك هو التركيب الداخلي للموسفت حيث أن الترانزستور الموسفت يتم به اتحاد P لجسم الموسفت Body وغالبا يكون متصل مع المصدر Source مع N وهي المصرف Drain مما ينتج عنه دايود.
يتم توصيل دايود توصيلا عكسيا مع الحمل المراد تشغيله مثلا موتور ,لأنه عندما يكون الترانزستور ON يمر التيار إلى الحمل ولكن عندما يصبح الترانزستور بعد ذلك OFF لن يمر تيار ولكن الحمل أو الموتور يكون به جهد عالى جدا مما يعرض الترانزستور للتلف ولذلك نقوم بوضع الدايود لحماية الحمل والترانزستور من التلف.
أما لو تم توصيل الدايود توصيلا عكسيا مع الترانزستور يقوم أيضا بحمياية الترانزستور ولكن من الممكن مرور جهد أكبر من وضعه موصلا توصيلا عكسيا مع الحمل ولذلك الحالة الأولى تكون أفضل.
وأيضا التركيب الداخلي للموسفت نتج عنه تكون ترانزستور متطفل PARASITIC BJT ومكثف متطفل بين Source و Gate.
حالة Latch up
يوجد مكثف متطفل صغير عندما يكون الترانزستور في حالة مفتاح مغلق Closed Switch يمر التيار وبالتالي هذا المكثف يقوم بعملية الشحن وعندما يكون الترانزستور في حالة مفتاح مفتوح Open Switch نلاحظ مرور تيار أيضا ولكنه بسيط وذلك نتيجة لتفريغ المكثف لشحنته ولكي نتفادى هذه المشكلة نقوم بوضع قيمة مقاومة عالية عند البوابة Gate يقوم المكثف بتفريغ شحنته بها عندما يكون الترانزستور مفتاح مفتوح وبالتالي لن يمر التيار إلى الحمل المراد تشغيله.
عند تطبيق جهد صفر عند البوابة لن يمر التيار وبالتالي لن تضيء اللمبة ولكن بزيادة قيمة الجهد تبدأ الإضاءة في الزيادة التدريجية إلى أن نصل للإضاءة المطلوبة,وبذلك يكون الترانزستور قد تحكم في شدة الإضاءة.
دورة الالكترونيات العملية:عمل الترانزستور الموسفت كمفتاح
للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا
استخدام ترانزستور MOSFET للتحكم بشدة الإضاءة
استخدام ترانزستور MOSFET للتحكم بشدة الإضاءة |
عند تطبيق جهد صفر عند البوابة لن يمر التيار وبالتالي لن تضيء اللمبة ولكن بزيادة قيمة الجهد تبدأ الإضاءة في الزيادة التدريجية إلى أن نصل للإضاءة المطلوبة,وبذلك يكون الترانزستور قد تحكم في شدة الإضاءة.
بعض الاحتياطات لاستخدام الترانزستور الموسفت كمفتاح
- وضع مقاومة كبيرة أكبر من 100 كيلو اوم عند البوابة Gate حتى يمنع الموسفت من حالة Latch up.
- وضع دايود على أي أحمال حثية (موتور,ريليه,ملفات,....) لقليل احتمالية تلف الترانزستور.
- معرفة أقصى تيار سيمر بالترانزستور ومعرفة قيمة RDS on حتى يتم تقدير السخونة والجهد المفقود.
دورة الالكترونيات العملية:عمل الترانزستور الموسفت كمفتاح
للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا