Mis on P-kanali MOSFET: töö ja selle rakendused

MOSFET on kolmeklemmiline, pingega juhitav, suure sisendtakistusega ja unipolaarne seade, mis on erinevate elektroonikaahelate olulised komponendid. Üldiselt liigitatakse need seadmed kahte tüüpi lisaseadmetesse Mosfet & Mosfeti kahanemine selle põhjal, kas neil on kanalid vaikeseisundis või mitte. Jällegi, täiustus-MOSFET-id liigitatakse p-kanali täiustamise ja n-kanali täiustamise ja ammendumise MOSFET-id p-kanali ammendumise ja n-kanali tühjenemise MOSFET-ideks. Nii et selles artiklis käsitletakse ühte MOSFET-tüüpi nagu P-kanali MOSFET .

Mis on P-kanali MOSFET?

MOSFET-i tüüpi, milles kanal koosneb enamikust laengukandjatest aukudena, on tuntud kui p-kanali MOSFET. Kui see MOSFET on aktiveeritud, liigub suurem osa laengukandjaid nagu augud kogu kanali ulatuses. See MOSFET on vastupidine N-kanaliga MOSFET-ile, kuna N MOSFET-is on enamik laengukandjaid elektronid. The P Kanali MOSFET sümbolid täiustusrežiimis ja tühjendusrežiimis on näidatud allpool.

P-kanaliga MOSFET sisaldab P-kanali piirkonda, mis on paigutatud kahe terminali, nagu allikas (S) ja äravoolu (D) vahele ning korpus on n-piirkond. Sarnaselt N-kanaliga MOSFET-ile sisaldab seda tüüpi MOSFET ka kolme terminali, nagu allikas, äravool ja värav. Siin on nii lähte- kui ka äravooluklemmid tugevalt legeeritud p-tüüpi materjalidega ja selles MOSFET-is kasutatav substraadi tüüp on n-tüüpi.

Töötab

Enamik P-kanali MOSFET-ide laengukandjaid on augud, kus nendel laengukandjatel on N-kanali MOSFET-ides kasutatavate elektronidega võrreldes madal liikuvus. Peamine erinevus p-kanali ja n-kanali MOSFET-i vahel seisneb selles, et p-kanalis on MOSFET-i aktiveerimiseks vajalik negatiivne pinge Vgs-st (värava terminalist allikani), samas kui n-kanalis vajab see positiivset VGS-pinget. See muudab P-kanali tüüpi MOSFETi ideaalseks võimaluseks kõrgete lülitite jaoks.

Kui anname selle MOSFET-i paisklemmile negatiivse (-) pinge, surutakse oksiidikihi all olevad laengukandjad nagu elektronid substraadile allapoole. Seega on aukude poolt hõivatud ammendumispiirkond ühendatud doonoraatomitega. Seega tõmbab negatiivne (-) paisupinge äravoolupiirkonnast & p+ allikast auke kanali piirkonda.

Selle kohta lisateabe saamiseks vaadake seda linki MOSFET kui lüliti

P-kanali MOSFET-i tüübid

Saadaval on kahte tüüpi p-kanali MOSFET-id. P-kanali täiustamise MOSFET ja P-kanali ammendumise MOSFET.

P-kanali täiustamise MOSFET

P-kanali täiustamise MOSFET on lihtsalt konstrueeritud kergelt legeeritud n-substraadiga. Siin eraldatakse kaks tugevalt legeeritud p-tüüpi materjali kanali pikkuse kaudu nagu 'L'. Õhuke ränidioksiidi kiht sadestatakse substraadile, mida tavaliselt nimetatakse dielektriliseks kihiks.

Selles MOSFETis moodustavad kaks P-tüüpi materjali allika (S) ja äravoolu (D) ning dielektriku pinnakattena kasutatakse värava (G) klemmi moodustamiseks alumiiniumi. Siin on MOSFETi allikas ja korpus lihtsalt ühendatud GND-ga.

Kui paisu (G) klemmile on rakendatud negatiivne pinge, siis laengute +ve kontsentratsioon asetub mahtuvuse efekti tõttu dielektrilise kihi alla. n-substraadil tõrjuvate jõudude tõttu saadaolevad elektronid liiguvad.

Kui äravooluklemmile rakendatakse negatiivset pinget, vähendab negatiivne pinge äravoolupiirkonnas paisu ja äravoolu vahelist pinge erinevust, seega väheneb juhtiva kanali laius äravoolupiirkonna suunas ja vool toidetakse allikast äravoolu.

MOSFET-i sees moodustatud kanal tagab takistuse voolu voolule allikast äravoolu. Siin sõltub kanali takistus peamiselt kanali külgvaates ja jällegi sõltub selle kanali ristlõige väravaklemmile rakendatud negatiivsest pingest. Seega saab voolu voolu allikast äravoolu juhtida paisuklemmile rakendatava pinge kaudu, nii et MOSFET-i tuntakse pingega juhitava seadmena. Kui augu kontsentratsioon moodustab kanali, paraneb voolu vool kogu kanalis negatiivse paisupinge suurenemise tõttu, nii et seda tuntakse kui P - Channel Enhancement MOSFET.

P-kanali tühjenemise MOSFET

P-kanali ammendumise MOSFET-i konstruktsioon on vastupidine n-kanali ammendumise MOSFET-ile. Selle MOSFETi kanal on selles olevate p-tüüpi lisandite tõttu eelehitatud. Kui paisuklemmile on rakendatud negatiivne (-) pinge, tõmbuvad vähemuslaengukandjad nagu n-tüüpi elektronid p-tüüpi kanali poole. Selles seisundis, kui äravool on vastupidine, hakkab seade juhtima, kuigi kui negatiivne pinge äravoolus suureneb, põhjustab see ammendumise kihi moodustumist.

See piirkond sõltub peamiselt aukude tõttu moodustunud kihi kontsentratsioonist. Tühjenduskihi piirkonna laius mõjutab kanali juhtivuse väärtust. Seega kontrollitakse voolu voolu piirkonna pingeväärtuste muutumise tõttu. Lõpuks jäävad värav ja äravool negatiivsele polaarsusele, samas kui allikas jääb väärtusele '0'.

Kuidas P-Channel Mosfeti kasutada?

Täiendav MOSFET-lüliti ahel mootori juhtimiseks on näidatud allpool. See lülitusahel kasutab mootori mõlemas suunas juhtimiseks kahte MOSFET-i, näiteks P-kanalit ja N-kanalit. Selles vooluringis on need kaks MOSFET-i lihtsalt ühendatud, et genereerida kahesuunaline lüliti, kasutades kahekordset toiteallikat läbi ühise äravoolu ja GND võrdlusaluse vahele ühendatud mootori.

Kui sisendpinge on MADAL, lülitatakse ahelasse ühendatud P-kanali MOSFET SISSE ja N-kanali MOSFET lülitatakse välja, kuna selle värav allika ristmikuni on negatiivselt kallutatud, mistõttu vooluringis olev mootor pöörleb ühes suunas. Siin juhitakse mootorit +VDD toitesiiniga.
Samamoodi kui sisend on KÕRGE, lülitub N-kanaliga MOSFET SISSE ja P-kanaliga seade VÄLJA, kuna selle värav allika ristmikuni on positiivselt kallutatud. Nüüd pöörleb mootor vastupidises suunas, kuna mootori klemmipinge on ümber pööratud, kui seda toidetakse läbi -VDD toiterööpa.

Pärast seda kasutatakse mootori edasisuunamiseks P-kanali tüüpi MOSFET-i, et lülitada mootorile +ve-toide, samas kui vastupidises suunas kasutatakse N-kanaliga MOSFET-i, et lülitada -ve-toide mootorile. mootor.

• Siin, kui mõlemad MOSFETid on VÄLJAS, lakkab mootor töötamast.
• Kui MOSFET1 on ON, MOSFET2 on VÄLJAS, siis mootor töötab edasisuunas.
• Kui MOSFET1 on VÄLJAS, MOSFET2 on ON, siis mootor töötab vastupidises suunas.

Kuidas testida P-kanali MOSFET-i?

P-kanali MOSFET-i testimist saab teha digitaalse multimeetri abil, kasutades järgmisi samme.

• Esiteks peate määrama multimeetri dioodi vahemikku
• Asetage MOSFET mis tahes puidust lauale, suunates selle trükitud külje enda poole.
• Kasutades digitaalse multimeetri sondi, lühistage MOSFET-i äravoolu- ja väravaklemmid, see võimaldab esmalt seadme sisemisel mahtuvusel tühjeneda, seega on see MOSFET-i testimise jaoks väga vajalik.
• Nüüd asetage multimeetri punane värvisond allika klemmile ja must sond äravooluklemmile.
• Multimeetri ekraanil kuvatakse avatud vooluahela näit.
• Pärast seda, muutmata MOSFET-i lähteterminali PUNAST värviandurit, eemaldage must värvisond äravooluklemmist ja asetage see mõneks sekundiks MOSFET-i väravklemmile ja asetage tagasi MOSFET-i äravooluklemmi.
• Sel ajal näitab multimeeter multimeetri ekraanil madalat väärtust või järjepidevuse väärtust.
• See on kõik, see kinnitab, et teie MOSFET on korras ja ilma probleemideta. Mis tahes muud tüüpi lugemine määrab defektse MOSFET-i.

P Kanali MOSFET-i tõrkerežiimid

MOSFET-i rike esineb sageli näiliselt seletamatutel põhjustel isegi hea disaini, parimate komponentide ja uue mootori korral. Üldiselt on MOSFET-id väga vastupidavad, kuid need võivad reitingute ületamise tõttu väga kiiresti ebaõnnestuda. Siin selgitame mõningaid MOSFET-i peamisi tõrkerežiime ja kuidas neid vältida.

MOSFET-i sees ilmnenud tõrkeid on väga raske välja selgitada, kuna me ei tea, mis täpselt tõrkeid põhjustas. Siin on loetletud mõned MOSFET-is esinenud tõrkerežiimid, näiteks järgmised.

• Kui kogu MOSFET-i toiteallikaks on kõrge vool, siis see kuumeneb. Kehv soojusvajumine võib MOSFET-i kahjustada ka äärmuslike temperatuuride tõttu.
• Vigane aku.
• Laviini ebaõnnestumine.
• dV/dt rike .
• Mootor on blokeeritud või kinni jäänud.
• Kiire kiirendus või aeglustamine.
• Liigne võimsuse hajumine.
• Liigne vool
• Koormus lühisega
• Võõrkehad.

Omadused

The P Kanali MOSFET karakteristik s on arutatud allpool.

• Need MOSFET-id on pingega juhitavad seadmed.
• Nendel seadmetel on kõrge sisendtakistuse väärtused.
• P-kanalis on kanali juhtivus tingitud negatiivsest polaarsusest värava terminalis.
  Võrreldes n-kanaliga on p-kanali Mosfeti omadused sarnased, kuid ainus erinevus on polaarsused, kuna substraatide väärtused ei ole siin samad.

Eelised

The P-kanali MOSFETi eelised sisaldama järgmist.

• See MOSFET-i disain on väga lihtne, nii et seda saab kasutada kohtades, kus ruum on piiratud, näiteks madalpingeajamid ja isoleerimata POL-rakendused.
• See on lihtsustatud värava juhtimisviis kõrgel küljel asuvas lülituskohas ja vähendab sageli üldkulusid
• MOSFETide kasutegur on madalal pingel töötamisel kõrgem.
• Võrreldes JFET-idega on MOSFET-idel kõrge sisendtakistus.
• Neil on kõrge äravoolutakistus, kuna kanalite takistus on väiksem.
• Neid on väga lihtne valmistada.
• Võrreldes JFET-idega toetab see kiiret tööd.

The P-kanali MOSFET-i puudused sisaldama järgmist.

• MOSFETi õhuke oksiidikiht muudab selle elektrostaatiliste laengute põhjustatud kahjustuste suhtes haavatavaks.
• Need ei ole kõrgepinge kasutamisel stabiilsed.

Seega on see p-kanali ülevaade MOSFET – töökorras , tüübid ja selle rakendused. Siin on teile küsimus, mis on n-kanaliline MOSFET?