MOSFET स्विच पावर एप्लिकेशन के इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग दुनिया में एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। उच्च स्तर पर, ये स्विच बहुत सी लचीलापन रखते हैं और कई अलग-अलग तरीकों से इस्तेमाल किए जा सकते हैं। लेकिन बदहालत, यह उच्च वोल्टेज स्विचिंग है तो आप कैसे एक MOSFET स्विच डिज़ाइन करते हैं जिसे ऐसी एप्लिकेशन में इस्तेमाल किया जा सके? MOSFET स्विच का उपयोग करने के फायदे और नुकसान ठीक है, तो चलिए इन प्रश्नों का विस्तृत रूप से जवाब दें ताकि MOSFET स्विच के बारे में एक समग्र दृष्टिकोण प्राप्त किया जा सके।
सही MOSFET चुनें: उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में, स्विचिंग सर्किट को डिज़ाइन करते समय पहले चरणों में सही प्रकार के mosfet fairchild components का चयन करना होता है। ट्रांजिस्टर को ऑपरेशन के दौरान देखने वाले अधिकतम वोल्टेज और करंट को सहने की क्षमता होनी चाहिए। On-resistance (RDS(ON)) और gate threshold voltage (VGS(TH)) अन्य पैरामीटरों के साथ-साथ भी ध्यान में रखने चाहिए।
एक अच्छे MOSFET का पता लगाने के बाद, आप ड्राइव सर्किट्री का डिज़ाइन करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं। MOSFET गेट को तेजी से चालू/बंद करने के लिए ड्राइव सर्किट्री द्वारा आवश्यक वोल्टेज और करंट पर मोटर को चलाया जाना चाहिए। यह आमतौर पर एक gate driver IC का उपयोग करके किया जाता है, जिसे माइक्रोकंट्रोलर, टाइमर या किसी अन्य संगत नियंत्रण सिग्नल द्वारा संचालित किया जा सकता है।
एक MOSFET को अतिवोल्टेज से बचाया जाना चाहिए और उसे उच्च धारा की स्थितियों से भी बचाया जाना चाहिए, ताकि स्विचिंग ऑपरेशन सही ढंग से काम न कर सके। Schottky डायोड का उपयोग MOSFET को सुरक्षित रखने के लिए एक प्रभावी तरीका है। फ्रीव्हीलिंग डायोड, लोड से किसी भी इंडक्टिव किकबैक धारा को अवशोषित करता है और इस तरह MOSFET को फॉरवर्ड ब्लॉकिंग समस्याओं से बचाव का बनाये रखता है।
MOSFET स्विच का उपयोग करने में कई फायदे होते हैं अन्य विकल्पों की तुलना में। इन फायदों में कम ON-स्टेट प्रतिरोध, तेज़ स्विचिंग गति और कम गेट ड्राइव आवश्यकताएँ शामिल हैं। इसके अलावा, उच्च इनपुट प्रतिरोध इसे कम शक्ति नियंत्रण ट्रांसफार्मर सर्किट्स के साथ इंटरफेस करने के लिए अच्छा बनाता है।
इसके बावजूद, MOSFET स्विचगन्स के साथ-साथ आने वाली कुछ नुकसानों का उल्लेख करना भी समान रूप से महत्वपूर्ण है। इनका सबसे बड़ा नुकसान यह है कि वे थर्मल रनअवे में पड़ने की ज़्यादा प्रवृत्ति रखते हैं। उच्च वोल्टेज और धारा पर MOSFET का संचालन अधिक गर्मी उत्पन्न कर सकता है, जिससे प्रतिरोध कम हो जाता है, और यह गर्मी के कारण विफलता हो सकती है।
MOSFET स्विच का एक और नुकसान है कि वे इलेक्ट्रोस्टैटिक डिसचार्ज (जिसे आमतौर पर ESD कहा जाता है) से संवेदनशील होते हैं, जो MOS उपकरण की गेट ऑक्साइड लेयर को टूटने का कारण हो सकता है; हालांकि यह संभवतः कुछ प्रदर्शन कम कर देगा या उपकरण को नष्ट कर देगा।
विभिन्न प्रकार के स्विचों के बीच चयन करने में वोल्टेज और धारा स्तर, आपको उन्हें चालू/बंद करने की आवश्यकता होने वाली आवृत्ति जैसे कारक शामिल होते हैं। सामान्य तौर पर, MOSFET स्विच तेज़ स्विचिंग गति और कम ON-स्टेट प्रतिरोध की आवश्यकता वाले उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में अच्छी तरह से काम करते हैं।
नियंत्रण क्षमता पर बल देने वाले अनुप्रयोगों के लिए, BJT एक विकल्प हो सकता है। BJTs का उपयोग कम-शक्ति अनुप्रयोगों में अधिक प्रचलित है क्योंकि उनमें सामान्यतः उच्च विद्युत धारा वृद्धि और MOSFETs45 की तुलना में कम अवस्थान वोल्टेज होता है, जिससे वे परिस्थिति पर निर्भर करते हुए पसंद की जाती हैं।
MOSFET स्विच के साथ एक सामान्य चुनौती थर्मल रनअवे है। MOSFET को केवल तेज़ पल्स से विद्युत चढ़ाई की जा सकती है, अन्यथा यह कुछ सेकंड या फिर कुछ मिनट तक काम कर सकता है पहले से जलकर ख़राब हो जाए। या तो अपने MOSFET पर एक हीटसिंक लगाएं इसे रोकने के लिए - जितने वाट की आवश्यकता होगी यदि आप लगातार और तेज़ गति से चलाना चाहते हैं (हालांकि वे विशेष रूप से ऑप्टिमल नहीं होंगे) - या जब ड्यूटी समय बढ़ता है तो वोल्टेज/धारा कम करें,-`ccc
इसके अलावा, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिसचार्ज (ESD) के अकस्मात आघात गेट ऑक्साइड लेयर को क्षतिग्रस्त कर सकते हैं। ESD का खतरा यह है कि यदि MOSFET फट जाता है और गेट टर्मिनल से संपर्क होता है, तो यह घटना हो सकती है, जिससे उसकी सावधानीपूर्वक सेवा की आवश्यकता होती है।
अपर्याप्त गेट ड्राइव वोल्टेज (Vs) गलत तारबंदी तारों में शॉर्ट सर्किट किसी भी ऐसे समस्या में, त्रुटि ट्रेसिंग तारों और अन्य घटकों पर की जाएगी जैसे कि कॉल रखा जा सकता है जबकि ट्रेलर में देखने के लिए एक फ़्लडेड घटक की पहचान करने के लिए।
ब्रेडबोर्ड MOSFET स्विच सर्किट बिगिनर्स के लिए चरण-दर-चरण ट्यूटोरियल
MOSFET यह नवीन इलेक्ट्रॉनिक्स प्रेमी के लिए काफी डरावना लग सकता है जो शुरूआत कर रहे हैं, लेकिन यह सही भागों और धैर्य के साथ कुछ घंटों में पूरा हो सकने वाला सरल परियोजना हो सकता है। निम्नलिखित आपके अपने बुनियादी MOSFET स्विच सर्किट बनाने के लिए एक अधिक गहराई में गाइड है।
आपको क्या चाहिए: यहां आपको क्या चाहिए, एक MOSFET ट्रांजिस्टर, गेट ड्राइवर IC (2 टुकड़े), Sshotky डायोड और LF जनरेटर चरण।
MOSFET को जोड़ें: अपने IGBT/MOSFET के गेट और सोर्स के साथ (जुड़े हुए) एक प्रतिरोधक का उपयोग करें ताकि ड्राइव करंट को सीमित किया जा सके। MOSFET के समानांतर schottky डायोड डालें।
गेट ड्राइवर IC को पावर सोर्स और कंट्रोल सिग्नल से जोड़ें, उनके बीच में एक इनरश लिमिटिंग रेजिस्टर रखें।
चरण 2: लोडAttach लोड को mosfet से जोड़ें और यह सुनिश्चित करें कि ग्राउंडिंग कनेक्शन ठीक से हो।
सर्किट परीक्षण: गेट ड्राइवर IC के ड्राइव कंट्रोल सिग्नल को सक्रिय करें ताकि सर्किट की जाँच की जा सके। MOSFET आसानी से ऑन और ऑफ होगा और लोड पर विद्युत प्रवाहित होगी।
निष्कर्षMOSFET स्विचेज मल्टी-कैपेबल उपकरण हैं जो बड़ी मात्रा में विद्युत को स्विच करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और कई विन्यासों में उपलब्ध हैं। इनमें फायदे जैसे कि कम ON-स्टेट प्रतिरोध, उच्च स्विचिंग गति और बहुत कम गेट ड्राइव मांग शामिल हैं, लेकिन चुनौतियां भी हैं जैसे थर्मल रनअवे या इलेक्ट्रोस्टैटिक डिसचार्ज से संवेदनशीलता। यदि आप सही प्रकार का MOSFET ट्रांजिस्टर चुनते हैं और अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए सर्किट का संयोजन करते हैं, तो सब कुछ फ्लैवरलेस और सामान्य गड़बड़ियों से बचकर काम करेगा।
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