МОП-транзистор представляет собой трехполюсное управляемое напряжением устройство с высоким входным сопротивлением и униполярным устройством, которое является важным компонентом различных электронных схем. Как правило, эти устройства делятся на два типа улучшения Мосфет & истощение Mosfet в зависимости от того, имеют ли они каналы в состоянии по умолчанию или нет соответственно. Опять же, полевые МОП-транзисторы с расширением подразделяются на полевые МОП-транзисторы с расширением канала и n-каналом, а полевые МОП-транзисторы с расширением и истощением n-канала классифицируются как полевые МОП-транзисторы с истощением канала и MOSFET с истощением канала. Итак, в этой статье обсуждается один из типов МОП-транзисторов, например МОП-транзистор с каналом P .
Что такое P-канальный МОП-транзистор?
Тип MOSFET, в котором канал состоит из большинства носителей заряда в виде дырок, известен как MOSFET с p-каналом. Как только этот полевой МОП-транзистор активируется, большинство носителей заряда, таких как дырки, будут перемещаться по всему каналу. Этот МОП-транзистор отличается от N-канального МОП-транзистора, поскольку в N-канальном МОП-транзисторе большинство носителей заряда представляют собой электроны. Символы P-канального МОП-транзистора в режиме улучшения и в режиме истощения показаны ниже.
P-канальный МОП-транзистор включает в себя область P-канала, расположенную между двумя клеммами, такими как исток (S) и сток (D), а корпус представляет собой n-область. Подобно N-канальному МОП-транзистору, этот тип МОП-транзистора также включает в себя три вывода, такие как исток, сток и затвор. Здесь клеммы истока и стока сильно легированы материалами p-типа, а тип подложки, используемой в этом MOSFET, - n-типа.
Работающий
Большинство носителей заряда в P-канальных МОП-транзисторах представляют собой дырки, где эти носители заряда имеют низкую подвижность по сравнению с электронами, используемыми в N-канальных МОП-транзисторах. Основное различие между p-канальным и n-канальным MOSFET заключается в том, что в p-канале необходимо отрицательное напряжение от Vgs (затвор к истоку) для активации MOSFET, тогда как в n-канале требуется положительное напряжение VGS. Таким образом, это делает полевой МОП-транзистор P-канального типа идеальным вариантом для переключателей верхнего плеча.
Всякий раз, когда мы подаем отрицательное (-) напряжение на клемму затвора этого МОП-транзистора, носители заряда, доступные под оксидным слоем, такие как электроны, выталкиваются вниз в подложку. Таким образом, обедненная область, занятая дырками, связана с донорными атомами. Таким образом, отрицательное (-) напряжение затвора будет притягивать дырки из области стока и истока p+ в область канала.
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о МОП-транзистор как переключатель
Типы P-канальных МОП-транзисторов
Существует два типа полевых МОП-транзисторов с p-каналом.
P-канальный улучшенный МОП-транзистор
Усовершенствованный полевой МОП-транзистор с p-каналом просто разработан с использованием слегка легированной n-подложки. Здесь два сильно легированных материала p-типа разделены по длине канала типа «L». Тонкий слой диоксида кремния наносится на подложку, которую обычно называют диэлектрическим слоем.
В этом МОП-транзисторе два материала P-типа образуют исток (S) и сток (D), а алюминий используется в качестве покрытия на диэлектрике для формирования вывода затвора (G). Здесь исток MOSFET и корпус просто подключены к GND.
Когда на клемму затвора (G) подается отрицательное напряжение, положительная концентрация зарядов устанавливается под диэлектрическим слоем из-за эффекта емкости. Электроны, имеющиеся на n-подложке из-за сил отталкивания, будут двигаться.
Когда на клемму стока подается отрицательное напряжение, отрицательное напряжение в области стока уменьшается, разница напряжений между затвором и стоком уменьшается, таким образом, ширина проводящего канала уменьшается по направлению к области стока, и ток течет от истока к стоку.
Канал, сформированный внутри MOSFET, обеспечивает сопротивление протеканию тока от истока к стоку. Здесь сопротивление канала в основном зависит от вида канала сбоку, и снова поперечное сечение этого канала зависит от отрицательного напряжения, приложенного к клемме затвора. Таким образом, поток тока от истока к стоку можно контролировать с помощью напряжения, приложенного к клемме затвора, поэтому полевой МОП-транзистор известен как устройство, управляемое напряжением. Когда концентрация дырок образует канал, и поток тока по каналу улучшается из-за увеличения отрицательного напряжения на затворе, это известно как P - Channel Enhancement MOSFET.
МОП-транзистор с истощением канала P
Конструкция МОП-транзистора с истощением канала p обратна конструкции МОП-транзистора с истощением канала n. Канал в этом MOSFET предварительно построен из-за наличия в нем примесей p-типа. Как только на клемму затвора подается отрицательное (-) напряжение, неосновные носители заряда, такие как электроны n-типа, притягиваются к каналу p-типа. В этом состоянии, как только сток смещен в обратном направлении, устройство начинает проводить, хотя, когда отрицательное напряжение внутри стока увеличивается, это приводит к образованию обедненного слоя.
Эта область в основном зависит от концентрации слоя, образующегося из-за дырок. Ширина области обедненного слоя будет влиять на значение проводимости канала. Таким образом, вариациями значений напряжения региона управляется течение тока. Наконец, затвор и сток останутся с отрицательной полярностью, а исток останется со значением «0».
Как вы используете P-Channel Mosfet?
Схема комплементарного переключателя MOSFET для управления двигателем показана ниже. В этой схеме переключения используются два МОП-транзистора, такие как канал P и канал N, для управления двигателем в обоих направлениях. В этой схеме эти два МОП-транзистора просто подключены для создания двунаправленного переключателя с использованием двойного питания через двигатель, подключенный между общим стоком и опорным заземлением.
Как только входное напряжение станет НИЗКИМ, тогда МОП-транзистор с каналом P, подключенный к цепи, будет включен, а МОП-транзистор с каналом N будет выключен, поскольку его переход затвор-исток смещен отрицательно, в результате чего двигатель в цепи вращается в одном направлении. Здесь двигатель работает от шины питания +VDD.
Точно так же, когда на входе высокий уровень, N-канальный МОП-транзистор включается, а P-канальное устройство выключается, потому что его переход затвор-исток смещен положительно. Теперь двигатель вращается в обратном направлении, поскольку напряжение на клеммах двигателя было изменено на противоположное при подаче питания через шину питания -VDD.
После этого, для прямого направления двигателя, МОП-транзистор с каналом P используется для переключения питания + ve на двигатель, тогда как для обратного направления MOSFET с каналом N используется для переключения питания от -ve к двигателю. мотор.
- Здесь, когда оба МОП-транзистора выключены, двигатель перестанет работать.
- Когда MOSFET1 включен, MOSFET2 выключен, двигатель работает в прямом направлении.
- Когда MOSFET1 выключен, MOSFET2 включен, двигатель работает в обратном направлении.
Как вы тестируете P-канальный MOSFET?
Тестирование p-канального МОП-транзистора можно выполнить с помощью цифрового мультиметра, выполнив следующие действия.
- Сначала нужно настроить мультиметр на диодный диапазон.
- Поместите MOSFET на любой деревянный стол лицевой стороной к себе.
- Используя щуп цифрового мультиметра, закоротите выводы стока и затвора MOSFET, это, во-первых, позволит разрядить внутреннюю емкость устройства, поэтому это очень необходимо для процесса тестирования MOSFET.
- Теперь поместите красный щуп мультиметра на клемму истока, а черный щуп — на клемму стока.
- Вы получите показания обрыва цепи на дисплее мультиметра.
- После этого, не меняя КРАСНЫЙ щуп с клеммы истока MOSFET, снимите щуп черного цвета с клеммы стока и поместите его на клемму затвора MOSFET на несколько секунд, а затем поместите обратно на клемму стока MOSFET.
- В это время мультиметр покажет низкое значение или значение непрерывности на дисплее мультиметра.
- Вот и все, это подтвердит, что ваш MOSFET в порядке и без каких-либо проблем. Любой другой тип чтения укажет на неисправный полевой МОП-транзистор.
Режимы отказа P-канального MOSFET
Отказ MOSFET часто происходит по, казалось бы, необъяснимым причинам даже при хорошей конструкции, лучших компонентах и новом двигателе. Как правило, МОП-транзисторы очень надежны, однако они могут очень быстро выйти из строя из-за превышения номинальных значений. Здесь мы собираемся объяснить некоторые из основных режимов отказа MOSFET и способы их избежать.
Выявить отказы, произошедшие внутри полевого МОП-транзистора, очень сложно, потому что мы не знаем, что именно вызвало отказы. Здесь мы перечислили некоторые режимы отказа, которые произошли в MOSFET, как показано ниже.
- Всякий раз, когда через MOSFET подается большой ток, он нагревается. Плохой теплоотвод также может повредить МОП-транзистор из-за экстремальных температур.
- Неисправный аккумулятор.
- Лавинный провал.
- ошибка dV/dt.
- Заблокирован или заклинен двигатель.
- Быстрое ускорение или торможение.
- Избыточное рассеивание мощности.
- Избыточный ток
- Нагрузка с коротким замыканием
- Посторонние предметы.
Характеристики
Характеристика МОП-транзистора с каналом P s обсуждаются ниже.
- Эти МОП-транзисторы являются устройствами, управляемыми напряжением.
- Эти устройства имеют высокие значения входного сопротивления.
- В P-канале проводимость канала обусловлена отрицательной полярностью на клемме затвора.
По сравнению с каналом n характеристики МОП-транзистора с каналом p аналогичны, но единственная разница заключается в полярности, поскольку значения подложек здесь не одинаковы.
Преимущества
Преимущества P-канального МОП-транзистора включая следующее.
- Эта конструкция MOSFET очень проста, поэтому она применима в условиях ограниченного пространства, например, в низковольтных приводах и неизолированных POL-приложениях.
- Это упрощенный метод управления воротами в месте переключателя с высокой стороны, который часто снижает общую стоимость.
- Эффективность, обеспечиваемая полевыми МОП-транзисторами, выше при работе при низких напряжениях.
- По сравнению с JFET, MOSFET имеют более высокий входной импеданс.
- Они имеют высокое сопротивление стока из-за меньшего сопротивления канала.
- Они очень просты в изготовлении.
- Он поддерживает высокоскоростную работу по сравнению с JFET.
недостатки P-канального МОП-транзистора включая следующее.
- Тонкий оксидный слой полевого МОП-транзистора делает его уязвимым к повреждениям при индуцировании электростатическими зарядами.
- Они нестабильны при использовании высоких напряжений.
Таким образом, это обзор канала p МОП-транзистор - рабочий , типы и их приложения. Вот вам вопрос, что такое n-канальный MOSFET?
