Mi az a P-csatorna MOSFET: Működése és alkalmazásai

A MOSFET egy hárompólusú, feszültségvezérelt, nagy bemeneti impedanciájú és egypólusú eszköz, amely a különböző elektronikus áramkörök alapvető alkotóelemei. Általánosságban elmondható, hogy ezeket az eszközöket két fejlesztési típusba sorolják Mosfet & Mosfet kimerítése attól függően, hogy vannak-e csatornáik az alapértelmezett állapotukban, vagy nem. A továbbfejlesztett MOSFET-eket ismét p-csatorna-javító, az n-csatorna-javító és -kimerítő MOSFET-eket pedig p-csatorna-kimerítő és n-csatorna-kimerítő MOSFET-ekbe soroljuk. Tehát ez a cikk a MOSFET-ek egyik típusát tárgyalja, mint például P csatorna MOSFET .

Mi az a P Channel MOSFET?

A MOSFET egy olyan típusa, amelyben a csatorna a legtöbb töltéshordozóból, mint lyukakból áll, p-csatornás MOSFET néven ismert. Ha ez a MOSFET aktiválódik, akkor a töltéshordozók többsége, mint a lyukak, az egész csatornán mozogni fog. Ez a MOSFET ellentétben áll az N csatornás MOSFET-tel, mivel az N MOSFET-ben a töltéshordozók többsége elektron. Az P csatorna MOSFET szimbólumai a javítási módban és a kimerítési módban az alábbiakban láthatók.

A P-csatornás MOSFET tartalmaz egy P-csatorna régiót, amely a két terminál, például a forrás (S) és a lefolyó (D) között helyezkedik el, és a test n-régió. Az N csatornás MOSFET-hez hasonlóan ez a MOSFET típus is három terminált tartalmaz, például forrás, lefolyó és kapu. Itt mind a forrás-, mind a leeresztő csatlakozók erősen p típusú anyagokkal vannak adalékolva, és a MOSFET-ben használt hordozó típusa n-típusú.

Dolgozó

A P-csatornás MOSFET-ekben a töltéshordozók többsége lyuk, ahol ezeknek a töltéshordozóknak alacsony a mobilitása az N-csatornás MOSFET-ekben használt elektronokhoz képest. A fő különbség a p csatorna és az n csatornás MOSFET között az, hogy a p csatornában negatív feszültség szükséges a Vgs-től (kapu termináltól a forrásig) a MOSFET aktiválásához, míg az n csatornában pozitív VGS feszültségre van szükség. Így a P-Channel típusú MOSFET tökéletes választás a magas oldali kapcsolókhoz.

Valahányszor negatív (-) feszültséget adunk meg ennek a MOSFET-nek a kaputerminálján, akkor az oxidréteg alatt elérhető töltéshordozók, mint az elektronok, lefelé tolódnak a hordozóba. Tehát a lyukak által elfoglalt kimerülési régió a donor atomokhoz kapcsolódik. Tehát a negatív (-) kapufeszültség vonzza a lyukakat az elvezető régióból és a p+ forrásból a csatorna tartományába.

Kérjük, tekintse meg ezt a linket, ha többet szeretne megtudni erről MOSFET kapcsolóként

A P csatornás MOSFET típusai

Kétféle p-csatornás MOSFET áll rendelkezésre. P-csatorna-javító MOSFET és P-csatorna-kimerülési MOSFET.

P-csatorna továbbfejlesztés MOSFET

A p-csatorna-javító MOSFET egyszerűen enyhén adalékolt n-szubsztrátummal készült. Itt két erősen adalékolt p-típusú anyagot választanak el a csatornahosszon keresztül, mint az „L”. A vékony szilícium-dioxid réteget a hordozóra rakják fel, amelyet általában dielektromos rétegnek neveznek.

Ebben a MOSFET-ben a két P-típusú anyag képezi a forrást (S) és a lefolyót (D), és az alumíniumot használják a dielektrikum bevonataként a kapu (G) kivezetéséhez. Itt a MOSFET forrása és a test egyszerűen csatlakoztatva van a GND-hez.

Ha a gate (G) kapocsra negatív feszültséget kapcsolunk, akkor a töltések +ve koncentrációja a kapacitáshatás miatt a dielektromos réteg alatt rendeződik. Az n szubsztrátumon a taszító erők miatt rendelkezésre álló elektronok elmozdulnak.

Ha negatív feszültséget kapcsolunk a leeresztő kivezetésre, akkor a drén tartományon belüli negatív feszültség csökkenti a gate és a drain közötti feszültségkülönbséget, így a vezető csatorna szélessége csökken a drén tartomány felé, és az áramforrásból a lefolyóba kerül.

A MOSFET-en belül kialakított csatorna ellenállást biztosít az áramnak a forrástól a lefolyóig. Itt a csatorna ellenállása főként a csatorna oldalnézetétől függ, és ennek a csatornának a keresztmetszete is a kapukapocsra kapcsolt negatív feszültségtől függ. Így a forrásból a lefolyóba áramló áram szabályozható a kapu kivezetésére adott feszültségen keresztül, így a MOSFET feszültségvezérelt eszközként ismert. Amikor a lyukkoncentráció alkotja a csatornát, és az áram áramlása a csatornán belül javul a negatív kapufeszültség növekedése miatt, ezért ezt P - Channel Enhancement MOSFET néven ismerik.

P-csatorna kimerülés MOSFET

A p csatorna kimerülési MOSFET konstrukciója megfordul n csatorna kimerülési MOSFET-re. Ebben a MOSFET-ben a csatorna a rendelkezésre álló p-típusú szennyeződések miatt előre össze van építve. Ha a negatív (-) feszültséget a gate terminálra alkalmazzuk, akkor a kisebbségi töltéshordozók, mint például az n-típusú elektronok, a p-típusú csatorna felé vonzódnak. Ebben az állapotban, ha egy drént fordítottan előfeszítettek, akkor az eszköz elkezd vezetni, bár ha a drénen belüli negatív feszültség megnő, akkor ez kimerítő réteg kialakulását eredményezi.

Ez a régió elsősorban a lyukak miatt kialakuló rétegkoncentrációtól függ. A kimerítő réteg régiószélessége befolyásolja a csatorna vezetőképességi értékét. Tehát a régió feszültségértékeinek változásaival az áram áramlása szabályozhatóvá válik. Végül a kapu és a lefolyó a negatív polaritáson marad, míg a forrás a „0” értéken marad.

Hogyan használja a P-Channel Mosfet-et?

Az alábbiakban látható a kiegészítő MOSFET kapcsoló áramkör a motor vezérléséhez. Ez a kapcsolóáramkör két MOSFET-et használ, például a P csatornát és az N csatornát a motor mindkét irányban történő vezérléséhez. Ebben az áramkörben ez a két MOSFET egyszerűen össze van kötve, hogy kétirányú kapcsolót hozzon létre a közös lefolyó és a GND referencia közé csatlakoztatott motoron keresztül kettős táplálással.

Ha a bemeneti feszültség ALACSONY, akkor az áramkörbe csatlakoztatott P-csatornás MOSFET BE, az N csatornás MOSFET pedig kikapcsolódik, mert a kapu és a forrás csomópontja negatívan előfeszített, aminek következtében az áramkörben lévő motor egy irányba fordul. Itt a motor működtetése a +VDD tápsín használatával történik.
Hasonlóképpen, ha a bemenet HIGH, akkor az N-csatornás MOSFET BE, a P-csatornás eszköz pedig KI kapcsol, mivel a kapu és a forrás csomópont pozitívan torzított. Most a motor fordított irányba forog, mert a motor kapocsfeszültsége megfordult, amikor a -VDD tápsínen keresztül táplálják.

Ezt követően a motor előremenő irányaként a P-csatornás MOSFET-et használják a +ve táplálás kapcsolására a motorra, míg a fordított irányban az N-csatornás MOSFET-et használják a -ve táplálás átkapcsolására a motorra. motor.

• Itt, ha mindkét MOSFET ki van kapcsolva, a motor leáll.
• Ha a MOSFET1 be van kapcsolva, a MOSFET2 ki van kapcsolva, akkor a motor az előremeneti irányban jár.
• Ha a MOSFET1 ki van kapcsolva, a MOSFET2 BE, akkor a motor fordított irányban jár.

Hogyan teszteli a P-csatorna MOSFET-et?

A p csatornás MOSFET tesztelése digitális multiméterrel végezhető el a következő lépések végrehajtásával.

• Először is be kell állítania a multimétert a dióda tartományára
• Helyezze a MOSFET-et bármely faasztalra úgy, hogy a nyomtatott oldala maga felé nézzen.
• Egy digitális multiméter szondájával zárja rövidre a MOSFET leeresztő- és kapukapcsait, ez először is lehetővé teszi az eszköz belső kapacitásának kisülését, ezért nagyon szükséges a MOSFET tesztelési folyamatához.
• Most helyezze a multiméter piros színű szondáját a forrás csatlakozójára, a fekete szondát pedig a leeresztő csatlakozóra.
• A multiméter kijelzőjén megszakadt áramköri érték jelenik meg.
• Ezt követően, anélkül, hogy megváltoztatná a MOSFET forrásterminálján lévő RED színszondát, vegye le a fekete színszondát a leeresztő terminálról, és helyezze néhány másodpercre a MOSFET kaputermináljára, majd helyezze vissza a MOSFET leeresztő termináljára.
• Ekkor a multiméter alacsony értéket vagy folytonossági értéket mutat a multiméter kijelzőjén.
• Ez az, ez ellenőrzi, hogy a MOSFET rendben van-e és minden probléma nélkül. Minden más típusú leolvasás hibás MOSFET-et ad meg.

P csatorna MOSFET hibamódjai

A MOSFET meghibásodása gyakran előfordul, látszólag megmagyarázhatatlan okokból még a jó tervezés, a legfinomabb alkatrészek és az új motor mellett is. Általában a MOSFET-ek nagyon robusztusak – azonban nagyon gyorsan meghibásodhatnak a túllépés miatt. Itt elmagyarázzuk a MOSFET néhány fő hibamódját és azok elkerülését.

Nagyon nehéz kideríteni a MOSFET-en belül fellépő hibákat, mert nem vagyunk tisztában azzal, hogy pontosan mi okozta a hibákat. Itt felsoroltunk néhány hibamódot, amelyek MOSFET-ben fordultak elő, például az alábbiak szerint.

• Amikor a MOSFET-en keresztül nagy áram folyik, felmelegszik. A rossz hőelnyelés extrém hőmérsékletektől is károsíthatja a MOSFET-et.
• Hibás akkumulátor.
• Lavina kudarca.
• dV/dt hiba .
• Blokkolt vagy beszorult motor.
• Gyors gyorsítás vagy lassítás.
• Túlzott teljesítmény disszipáció.
• Túláram
• Terhelés rövidzárlattal
• Idegen tárgyak.

Jellemzők

Az P csatorna MOSFET karakterisztikája s az alábbiakban tárgyaljuk.

• Ezek a MOSFET-ek feszültségvezérelt eszközök.
• Ezek az eszközök nagy bemeneti impedancia értékekkel rendelkeznek.
• A P-csatornában a csatorna vezetőképessége a gate terminál negatív polaritásának köszönhető.
  Az n csatornához képest a p csatornás Mosfet karakterisztikája hasonló, de az egyetlen különbség a polaritásokban van, mivel a szubsztrátok értékei itt nem azonosak.

Előnyök

Az A P Channel MOSFET előnyei a következőket tartalmazzák.

• Ez a MOSFET kialakítás nagyon egyszerű, ezért alkalmazható olyan helyeken, ahol korlátozott a hely, például kisfeszültségű meghajtók és nem szigetelt POL alkalmazások.
• Ez az egyszerűsített kapuhajtás a magas oldali kapcsolóhelyen belül, és gyakran csökkenti a teljes költséget
• A MOSFET-ek hatékonysága magasabb, ha alacsony feszültségen működnek.
• A JFET-ekhez képest a MOSFET-ek nagy bemeneti impedanciával rendelkeznek.
• Nagy a lefolyási ellenállásuk a kisebb csatornaellenállás miatt.
• Ezek gyártása nagyon egyszerű.
• Támogatja a nagy sebességű működést a JFET-ekhez képest.

Az A P Channel MOSFET hátrányai a következőket tartalmazzák.

• A MOSFET vékony oxidrétege sebezhetővé teszi az elektrosztatikus töltések okozta sérülésekkel szemben.
• Ezek nem stabilak, ha nagy feszültséget használnak.

Így ez a p csatorna áttekintése MOSFET – működik , típusai és alkalmazásai. Itt egy kérdés, hogy mi az az n csatornás MOSFET?