في عالم الإلكترونيات، ظهرت الترانزستورات ذات التأثير الميداني لأكسيد المعادن وأشباه الموصلات (MOSFETs) كمكونات موجودة في كل مكان، وتشتهر بكفاءتها وسرعة التبديل وإمكانية التحكم. ومع ذلك، تحتوي الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFETs) على خاصية متأصلة، وهي صمام الجسم الثنائي، الذي يقدم مزايا وتحديات محتملة. يتعمق هذا البرنامج التعليمي المناسب للمبتدئين في عالم الثنائيات الجسمية MOSFET، ويستكشف أساسياتها وخصائصها وتطبيقاتها العملية.
الكشف عن الصمام الثنائي للجسم MOSFET
الصمام الثنائي لجسم MOSFET هو صمام ثنائي طفيلي جوهري يتكون من الهيكل الداخلي لـ MOSFET. وهو موجود بين طرفي المصدر والصرف، وعادةً ما يكون اتجاهه معاكسًا لتدفق التيار الخارجي عبر MOSFET.
فهم الرمز والخصائص
يشبه رمز الصمام الثنائي لجسم MOSFET الصمام الثنائي العادي، مع وجود سهم يشير إلى اتجاه تدفق التيار. يُظهر الصمام الثنائي للجسم عدة خصائص رئيسية:
التيار الأمامي: يمكن للديود الثنائي للجسم توصيل التيار في الاتجاه الأمامي، على غرار الصمام الثنائي القياسي.
انهيار الجهد العكسي: يحتوي الصمام الثنائي للجسم على جهد انهيار عكسي، وبعد ذلك يقوم بالتوصيل بشكل مفرط، مما قد يؤدي إلى إتلاف MOSFET.
وقت الاسترداد العكسي: عندما يتحول الصمام الثنائي للجسم من التوصيل الأمامي إلى التوصيل العكسي، فإنه يستغرق وقتاً للاسترداد لاستعادة قدرته على الحجب.
تطبيقات الثنائيات الجسم MOSFET
الصمام الثنائي الحر: في الدوائر الحثية، يعمل الصمام الثنائي للجسم بمثابة صمام ثنائي حر، مما يوفر مسارًا لتيار المحرِّض ليضمحل عند إيقاف تشغيل MOSFET.
حماية التيار العكسي: يحمي الصمام الثنائي للجسم MOSFET من التلف الناتج عن التيارات العكسية التي قد تنشأ في تكوينات معينة للدوائر.
تثبيت الجهد: في بعض التطبيقات، يمكن استخدام الصمام الثنائي للجسم لربط الجهد، والحد من ارتفاع الجهد وحماية المكونات الحساسة.
أمثلة عملية
التحكم في محرك التيار المستمر: في دوائر التحكم في محرك التيار المستمر، يحمي الصمام الثنائي للجسم MOSFET من التلف الناتج عن EMF الخلفي الحثي للمحرك (القوة الدافعة الكهربائية) عندما يتم إيقاف تشغيل MOSFET.
دوائر إمداد الطاقة: في دوائر إمداد الطاقة، يمكن أن يعمل الصمام الثنائي للجسم بمثابة صمام ثنائي حر، مما يمنع تراكم الجهد الزائد عند إيقاف تشغيل MOSFET.
دوائر Snubber: تُستخدم دوائر Snubber، التي تستخدم غالبًا الصمام الثنائي للجسم، لتبديد الطاقة وتخفيف ارتفاعات الجهد أثناء تبديل MOSFET، مما يحمي MOSFET ويحسن استقرار الدائرة.
خاتمة
تلعب ثنائيات جسم MOSFET، على الرغم من تجاهلها في كثير من الأحيان، دورًا حاسمًا في الدوائر الإلكترونية المختلفة. إن فهم أساسياتها وخصائصها وتطبيقاتها يمكّن المهندسين والفنيين من تصميم دوائر قوية وموثوقة. ومن خلال النظر بعناية في الآثار المترتبة على الثنائيات الجسمية واستخدام تقنيات تصميم الدوائر المناسبة، يمكن تسخير الإمكانات الكاملة للدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) مع ضمان طول عمر الأنظمة الإلكترونية واستقرارها.
وقت النشر: 11 يونيو 2024