Ce este P Channel MOSFET: Funcționare și aplicațiile sale

MOSFET este un dispozitiv cu trei terminale, controlat de tensiune, impedanță de intrare mare și unipolar, care sunt componente esențiale în diferite circuite electronice. În general, aceste dispozitive sunt clasificate în două tipuri de îmbunătățiri Mosfet & epuizarea Mosfetului în funcție de faptul că au canale în starea lor implicită sau nu în mod corespunzător. Din nou, MOSFET-urile de îmbunătățire sunt clasificate în MOSFET-uri de îmbunătățire a canalelor p și MOSFET-urile de îmbunătățire și epuizare a canalelor n sunt clasificate în MOSFET-uri de epuizare a canalelor p și MOSFET-uri de epuizare a canalelor n. Deci, acest articol discută unul dintre tipurile de MOSFET cum ar fi MOSFET canal P .

Ce este P Channel MOSFET?

Un tip de MOSFET în care canalul este compus cu o majoritate de purtători de sarcină ca găuri este cunoscut sub numele de MOSFET cu canal p. Odată ce acest MOSFET este activat, atunci majoritatea purtătorilor de sarcină, cum ar fi găurile, se vor deplasa prin canal. Acest MOSFET este în contrast cu MOSFET cu N canal, deoarece în N MOSFET majoritatea purtătorilor de sarcină sunt electroni. The Simboluri MOSFET canal P în modul de îmbunătățire și modul de epuizare sunt prezentate mai jos.

MOSFET-ul P-canal include o regiune P-Canal care este aranjată între cele două terminale, cum ar fi sursa (S) și drenajul (D), iar corpul este n-regiune. Similar cu MOSFET-ul cu canal N, acest tip de MOSFET include, de asemenea, trei terminale, cum ar fi sursa, scurgerea și poarta. Aici, atât terminalele sursă, cât și cele de scurgere sunt puternic dopate cu materiale de tip p, iar tipul de substrat utilizat în acest MOSFET este de tip n.

Lucru

Majoritatea purtătorilor de sarcină din MOSFET-urile cu canal P sunt găuri în care acești purtători de sarcină au o mobilitate scăzută în comparație cu electronul utilizat în MOSFET-urile cu canal N. Principala diferență dintre MOSFET-ul canalului p și canalul n este că, în canalul p, este necesară o tensiune negativă de la Vgs (terminal de poartă la sursă) pentru a activa MOSFET, în timp ce, în canalul n, are nevoie de o tensiune VGS pozitivă. Prin urmare, acest lucru face ca MOSFET de tip P-Channel să fie o opțiune perfectă pentru comutatoarele high-side.

Ori de câte ori dăm tensiunea negativă (-) la terminalul de poartă a acestui MOSFET, atunci purtătorii de sarcină disponibili sub stratul de oxid, cum ar fi electronii, sunt împinși în jos în substrat. Deci regiunea de epuizare ocupată de găuri este conectată cu atomii donatori. Deci, tensiunea negativă (-) de poartă va atrage găuri din regiunea de scurgere și sursa p+ în regiunea canalului.

Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre MOSFET ca comutator

Tipuri de MOSFET P Channel

Există două tipuri de MOSFET-uri cu canal p disponibile MOSFET de îmbunătățire a canalului P și MOSFET de epuizare a canalului P.

MOSFET de îmbunătățire a canalului P

MOSFET-ul de îmbunătățire a canalului p este proiectat simplu cu un substrat n ușor dopat. Aici, două materiale de tip p cu puternic dopate sunt separate prin lungimea canalului ca „L”. Stratul subțire de dioxid de siliciu este depus pe substrat, care se numește în mod normal strat dielectric.

În acest MOSFET, cele două materiale de tip P formează sursa (S) și scurgerea (D), iar aluminiul este folosit ca placare pe dielectric pentru a forma terminalul de poartă (G). Aici, sursa MOSFET-ului și corpul sunt pur și simplu conectate la GND.

Când se aplică o tensiune negativă la terminalul porții (G), atunci concentrația +ve a sarcinilor se va stabili sub stratul dielectric datorită efectului de capacitate. Electronii disponibili la substratul n din cauza forțelor de respingere vor fi mișcați.

Când se aplică o tensiune negativă la terminalul de scurgere, atunci tensiunea negativă în regiunea de dren scade, diferența de tensiune dintre poartă și dren scade, astfel, lățimea canalului conductiv scade spre regiunea de drenaj și sursele de curent de la sursă la dren.

Canalul format în cadrul MOSFET oferă rezistență la fluxul de curent de la sursă la scurgere. Aici, rezistența canalului depinde în principal de vederea laterală a canalului și din nou secțiunea transversală a acestui canal depinde de tensiunea negativă aplicată la terminalul porții. Astfel, fluxul de curent de la sursă la dren poate fi controlat prin tensiunea aplicată la terminalul porții, astfel încât MOSFET este cunoscut ca un dispozitiv controlat de tensiune. Când concentrația de găuri formează canalul și fluxul de curent prin canal se îmbunătățește din cauza creșterii tensiunii negative a porții, deci aceasta este cunoscută sub numele de P – Channel Enhancement MOSFET.

MOSFET de epuizare a canalului P

Construcția MOSFET cu epuizare a canalului p este inversată la MOSFET cu epuizare a canalului n. Canalul din acest MOSFET este pre-construit din cauza impurităților disponibile de tip p în el. Odată ce tensiunea negativă (-) este aplicată la terminalul porții, purtătorii minoritari de sarcină, cum ar fi electronii de tip n, sunt atrași de canalul de tip p. În această condiție, odată ce un dren este polarizat invers, atunci dispozitivul începe să conducă, deși, atunci când tensiunea negativă din interiorul drenului este sporită, aceasta are ca rezultat formarea stratului de epuizare.

Această regiune depinde în principal de concentrația stratului format din cauza găurilor. Lățimea regiunii stratului de epuizare va afecta valoarea conductibilității canalului. Deci, prin variațiile valorilor tensiunii din regiune, fluxul de curent este controlat. În cele din urmă, poarta și scurgerea vor rămâne la polaritatea negativă în timp ce sursa rămâne la valoarea „0”.

Cum utilizați P-Channel Mosfet?

Circuitul de comutare MOSFET complementar pentru controlul motorului este prezentat mai jos. Acest circuit comutator folosește două MOSFET-uri precum canalul P și canalul N pentru a controla motorul în ambele direcții. În acest circuit, aceste două MOSFET-uri sunt pur și simplu conectate pentru a genera un comutator bidirecțional folosind o sursă dublă prin motor conectat între drenul comun și referința GND.

Odată ce tensiunea de intrare este Scăzută, atunci MOSFET-ul P-canal conectat în circuit va fi pornit și MOSFET-ul canalului N va fi oprit deoarece poarta sa la joncțiunea sursă este polarizat negativ, ca rezultat, motorul din circuit se rotește într-o singură direcție. Aici, motorul este acționat utilizând șina de alimentare +VDD.
În mod similar, atunci când intrarea este HIGH, atunci MOSFET-ul cu canal N pornește și dispozitivul cu canalul P se oprește deoarece poarta sa la joncțiunea sursă este polarizat pozitiv. Acum motorul se rotește în sens invers, deoarece tensiunea la borne a motorului a fost inversată atunci când este alimentată prin șina de alimentare -VDD.

După aceea, pentru direcția de transmitere a motorului, MOSFET-ul de tip canal P este utilizat pentru a comuta alimentarea +ve la motor, în timp ce, pentru direcția inversă, MOSFET-ul cu canal N este utilizat pentru a comuta alimentarea -ve la motor. motor.

• Aici, când ambele MOSFET-uri sunt OPRITE, motorul nu va mai funcționa.
• Când MOSFET1 este PORNIT, MOSFET2 este OPRIT, apoi motorul funcționează în direcția de transmitere.
• Când MOSFET1 este OPRIT, MOSFET2 este ON, atunci motorul funcționează în sens invers.

Cum testați MOSFET-ul canalului P?

Testarea MOSFET-ului cu canal p poate fi realizată utilizând un multimetru digital, folosind următorii pași.

• În primul rând, trebuie să setați multimetrul la intervalul de diode
• Așezați MOSFET-ul pe orice masă de lemn, îndreptând spre dvs. partea imprimată.
• Prin utilizarea sondei unui multimetru digital, scurtcircuitați bornele de scurgere și de poartă ale MOSFET, acest lucru va permite în primul rând descărcarea capacității interne a dispozitivului, deci este foarte necesar pentru procesul de testare MOSFET.
• Acum puneți sonda de culoare roșie a multimetrului pe terminalul sursă și sonda neagră pe terminalul de scurgere.
• Veți obține o citire în circuit deschis pe afișajul multimetrului.
• După aceea, fără a schimba sonda de culoare ROȘU de la terminalul sursă al MOSFET, scoateți sonda de culoare neagră de la terminalul de scurgere și puneți-o pe terminalul de poartă al MOSFET pentru câteva secunde și puneți-o înapoi pe terminalul de scurgere al MOSFET.
• În acest moment, multimetrul va afișa o valoare scăzută sau o valoare de continuitate pe afișajul multimetrului.
• Asta este, acest lucru va verifica că MOSFET-ul tău este în regulă și fără probleme. Orice alt tip de citire va specifica un MOSFET defect.

Moduri de eroare MOSFET canal P

Defecțiunea MOSFET apare frecvent din motive aparent inexplicabile, chiar și cu un design bun, cele mai bune componente și un motor nou. În general, MOSFET-urile sunt foarte robuste – cu toate acestea, pot eșua foarte repede din cauza evaluărilor depășite. Aici vom explica câteva dintre principalele moduri de defecțiune ale MOSFET și cum să le evităm.

Este foarte dificil să aflăm defecțiunile care au avut loc în cadrul MOSFET, deoarece nu suntem conștienți de ce anume s-a întâmplat pentru a provoca eșecurile. Aici am enumerat câteva moduri de defecțiune care au apărut în MOSFET, cum ar fi următoarele.

• Ori de câte ori se alimentează cu curent înalt în MOSFET, atunci acesta se va încălzi. Radierea slabă a căldurii poate deteriora, de asemenea, MOSFET-ul din cauza temperaturilor extreme.
• Baterie defectă.
• Eșecul de avalanșă.
• defecțiune dV/dt .
• Motor blocat sau blocat.
• Accelerație sau decelerare rapidă.
• Disiparea puterii în exces.
• Exces de curent
• Încărcare cu scurtcircuit
• Obiecte străine.

Caracteristici

The Caracteristica MOSFET canalului P sunt discutate mai jos.

• Aceste MOSFET-uri sunt dispozitive controlate de tensiune.
• Aceste dispozitive au valori mari ale impedanței de intrare.
• În canalul P, conductivitatea canalului se datorează polarității negative la terminalul porții.
  În comparație cu canalul n, caracteristicile Mosfet-ului canalului p sunt similare, dar singura diferență este polaritățile, deoarece valorile substraturilor nu sunt aceleași aici.

Avantaje

The avantajele MOSFET-ului P Channel includ următoarele.

• Acest design MOSFET este foarte simplu, așa că este aplicabil acolo unde spațiul este restricționat, cum ar fi unitățile de joasă tensiune și aplicațiile POL neizolate.
• Aceasta este metoda simplificată de acționare a porții în locul înalt al comutatorului lateral și reduce frecvent costul total
• Eficiența oferită de MOSFET-urile este mai mare atunci când funcționează la tensiuni joase.
• În comparație cu JFET-urile, MOSFET-urile au impedanță de intrare mare.
• Au o rezistență ridicată la scurgere din cauza rezistenței mai mici a canalului.
• Acestea sunt foarte simplu de fabricat.
• Acceptă operarea de mare viteză în comparație cu JFET-urile.

The dezavantajele MOSFET-ului P Channel includ următoarele.

• Stratul subțire de oxid al MOSFET-ului îl va face vulnerabil la deteriorare atunci când este indus de sarcini electrostatice.
• Acestea nu sunt stabile atunci când sunt utilizate tensiuni înalte.

Astfel, aceasta este o prezentare generală a canalului p MOSFET – funcționează , tipuri și aplicațiile sale. Iată o întrebare pentru tine, ce este MOSFET-ul n canal?