पीएमओएस ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में - विश्लेषण
एक PMOS ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन में युग के इस नए आयाम का प्रतीक है, और गत कुछ वर्षों में इसकी अपनाई बढ़ती जा रही है। इस लेख को पढ़ें ताकि PMOS ट्रांजिस्टर स्विचों के बारे में, इसके फायदों और नुकसानों के बारे में, इसके अनुप्रयोगों के बारे में और डिजिटल लॉजिक सर्किट्री में इसके उपयोग के बारे में अन्य प्रकारों की तुलना में दक्षता के सापेक्ष जानें।
सर्किट डिजाइन में PMOS ट्रांजिस्टर को स्विच के रूप में कैसे उपयोग करें
एक P-चैनल मेटल-ऑक्साइड फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (PMOS ट्रांजिस्टर) को कार्य करने के लिए धनात्मक वोल्टेज पर निर्भर करता है और इसमें तीन टर्मिनल होते हैं: सोर्स, ड्रेन और गेट। यह एक NMOS ट्रांजिस्टर है, इसलिए यह एक वोल्टेज स्तर को चालू करता है और जब हम गेट टर्मिनल पर वोल्टेज लगाते हैं तो PMOS बंद हो जाता है और ड्रेन में सोर्स की ओर विद्युत का प्रवाह होता है। यदि गेट से वोल्टेज (लॉजिक 0) हटा दिया जाता है, तो यह चालू हो जाता है और कोई विद्युत नहीं प्रवाहित होती। यह PMOS ट्रांजिस्टर को सर्किट डिजाइन में स्विच के रूप में उपयोग करने के लिए बहुत अच्छा बनाता है।
एक PMOS ट्रांजिस्टर को स्विच के रूप में उपयोग करना: PMOS को एक-आउट (on-off) के रूप में प्रभावी रूप से इस्तेमाल करने के लिए, ड्रेन पर विद्युत और सोर्स पर भार (load) जोड़ें। गेट को एक नियंत्रण परिपथ से जोड़ा जाता है, जो आवश्यक सिग्नल पर ट्रांजिस्टर को चालू या बंद करने के लिए स्विच करता है। इस प्रकार, भार (load) पर विद्युत प्रवाह को गेट वोल्टेज का उपयोग करके PMOS ट्रांजिस्टर के विभिन्न चालू और बंद हालतों से आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।
pmos ट्रांजिस्टर के रूप में स्विच के रूप में कम शक्ति खपत एक बड़ा फायदा है। चूंकि ट्रांजिस्टर वोल्टेज-नियंत्रित उपकरण हैं, उन्हें एक हालत या दूसरी में रखने के लिए लगभग कोई विद्युत धारा नहीं चाहिए, जो इस प्रौद्योगिकी को बैटरी-शक्ति उपकरणों और कम शक्ति परिपथों के लिए आकर्षक बनाती है। उन्हें कम वोल्टेज ड्रॉप और उच्च स्विचिंग गति का भी समर्थन होता है, जो 2MHz स्विच आवृत्तियों तक अनुकूल रिसोनेंट कनवर्टर्स चालाने के लिए आदर्श है।
हालांकि, PMOS ट्रांजिस्टर को स्विच के रूप में (पावर बन्द) उपयोग किया जाता है जिसमें कुछ नुकसान होते हैं। इन सीमाओं के कारण वे प्रणालियों को अधिक वोल्टेज स्तरों का समर्थन करने में असमर्थ हो सकते हैं क्योंकि उनकी संचालन वोल्टेज सीमा में सीमाएँ होती हैं। इसके अलावा, PMOS ट्रांजिस्टर में बड़ा ऑन-प्रतिरोध होता है, इसलिए यदि उनका उचित रूप से उपयोग नहीं किया जाता है, तो अधिक शक्ति विभवन हो सकती है और गर्मी की समस्याएं हो सकती हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स में, PMOS ट्रांजिस्टर कई अनुप्रयोगों में पाए जाते हैं
PMOS ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में कई बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जिनमें उच्च-गति के स्विच और वोल्टेज नियंत्रण या फिर शक्ति प्रबंधन भी शामिल है। PMOS प्रकार के ट्रांजिस्टर का सबसे सामान्य उपयोग यह है कि वे एक संकेत (जैसे ऑडियो) को ऑडियो एम्प्लिफायर्स में ऑन और ऑफ करते हैं ताकि वे बढ़ाए जा सकें।
P-चैनल मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर (PMOS) वोल्टेज रेगुलेशन में भी आमतौर पर पाए जाते हैं, जो कि कम-ड्रॉपआउट रेगुलेटर के रूप में काम करते हैं जो करंट का प्रवाह लोड को समायोजित करता है ताकि निरंतर आउटपुट वोल्टेज बनाए रखा जा सके। पावर मैनेजमेंट सिस्टम में, PMOS ट्रांजिस्टर पावर की सप्लाई को विभिन्न सर्किट कंपोनेंट्स पर नियंत्रित करने के लिए भी उपयोग किए जाते हैं, जिससे किसी भी नुकसान को रोका जाता है और विद्युत ऊर्जा की महत्वपूर्ण मात्रा की बचत होती है।
PMOS ट्रांजिस्टर डिजिटल लॉजिक सर्किट्री में CMOS (सम्पूर्ण मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर) प्रौद्योगिकी के अलावा सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तत्वों में से एक है। डिजिटल लॉजिक सर्किट में, PMOS ट्रांजिस्टर लॉजिक गेट्स के लिए पुल-अप रिसिस्टर के रूप में काम करते हैं, जबकि NMOS प्रकार के बराबर कीमत को पुल-डाउन करने के लिए काम करता है।
वे pmos ट्रांजिस्टरों की प्रवाहकता स्थिति निर्धारित करते हैं, जो इसे द्विआधारी संकेत के साथ चालू या बंद करके नियंत्रित किए जाते हैं। यदि इनपुट वोल्टेज कम है, तो वर्तमान PMOS q1 के माध्यम से GND में बह जाएगा और नोड vout को बढ़ाएगा। उच्च इनपुट वोल्टेज के साथ, पीएमओएस ट्रांजिस्टर बंद है और एनएमओएस ट्रांजिस्टर आउटपुट पर नीचे खींच सकता है। ये प्रक्रियाएं डिजिटल तर्क सर्किटों की सटीक चालू करने की गारंटी देती हैं।
पीएमओएस ट्रांजिस्टर की तुलना अन्य स्विच जैसे द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) और एनएमओएस से करते समय प्रदर्शन में स्पष्ट विपरीतता नहीं मिलती है, लेकिन जब पीएमओएस के खिलाफ रखा जाता है, तो वे अपने पेशेवरों को दिखाते हैं। कम बिजली की खपत और वोल्टेज गिरावट, बैटरी संचालित उपकरणों के साथ-साथ उच्च आवृत्ति स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
इसके अतिरिक्त, क्योंकि पीएमओएस ट्रांजिस्टर बहुत तेज़ी से स्विच करते हैं और बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न नहीं करते हुए उच्च वर्तमान भार ले जा सकते हैं, इसलिए उनका उपयोग सबसे तेज़ स्विच करने वाले सबसे शक्तिशाली अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां दक्षता वास्तव में मायने रखती है।
तो सारांश में, हमने चर्चा की कि पीएमओएस ट्रांजिस्टर किस प्रकार सर्किट डिज़ाइन में महत्वपूर्ण उपकरण हैं और उनका उपयोग स्विच के रूप में इलेक्ट्रॉनिक्स में सभी जगह मिलता है। सर्किट डिज़ाइनर यह समझकर सही स्विच का चयन अपनी अप्लिकेशन के लिए कर सकते हैं: पीएमओएस ट्रांजिस्टर कैसे स्विच के रूप में काम करते हैं, उनके फायदे और नुकसान, इलेक्ट्रॉनिक्स में आम उपयोग क्षेत्र, डिजिटल लॉजिक सर्किट में उनकी भूमिका, और विकल्पों की तुलना। पीएमओएस ट्रांजिस्टर की यह मौलिक अवधारणा को स्वीकार किया जाना चाहिए और इसे तोड़ा नहीं जा सकता, चाहे प्रौद्योगिकी कितनी भी आगे बढ़े।
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