Kaj je P Channel MOSFET: Delovanje in njegove aplikacije

MOSFET je triterminalna, napetostno krmiljena, visoka vhodna impedanca in unipolarna naprava, ki so bistvene komponente v različnih elektronskih vezjih. Na splošno so te naprave razvrščene v dve vrsti izboljšave Mosfet & izčrpavanje Mosfet glede na to, ali imajo kanale v privzetem stanju ali ne. Ponovno so MOSFET-ji za izboljšanje razvrščeni v MOSFET-je za izboljšanje p-kanalov in MOSFET-je za izboljšanje in osiromašenje n-kanalov so razvrščeni v MOSFET-je z osiromašenim kanalom p in MOSFET-je z osiromašenim kanalom n. Ta članek torej obravnava eno od vrst MOSFET-ov, kot je P kanal MOSFET .

Kaj je P Channel MOSFET?

Tip MOSFET-a, pri katerem je kanal sestavljen iz večine nosilcev naboja kot lukenj, je znan kot p-kanalni MOSFET. Ko je ta MOSFET aktiviran, se bo večina nosilcev naboja, kot so luknje, premikala po kanalu. Ta MOSFET je v nasprotju z N kanalnim MOSFET, ker je v N MOSFET večina nosilcev naboja elektronov. The P Channel MOSFET simboli v načinu izboljšave in načinu izčrpavanja so prikazani spodaj.

P-kanalni MOSFET vključuje območje P-kanala, ki je razporejeno med dvema priključkoma, kot sta vir (S) in odvod (D), telo pa je n-območje. Podobno kot N-kanalni MOSFET tudi ta tip MOSFET-a vključuje tri terminale, kot so vir, odtok in vrata. Tukaj sta tako izvorni kot odvodni terminal močno dopirana z materiali tipa p, vrsta podlage, uporabljena v tem MOSFET-u, pa je tipa n.

Delo

Večina nosilcev naboja v P-kanalnih MOSFET-ih so luknje, kjer imajo ti nosilci naboja nizko mobilnost v primerjavi z elektroni, uporabljenimi v N-kanalnih MOSFET-jih. Glavna razlika med kanalom p in kanalom n MOSFET je, da je v kanalu p potrebna negativna napetost od Vgs (priključek vrat do vira), da se aktivira MOSFET, medtem ko v kanalu n potrebuje pozitivna napetost VGS. Zaradi tega je P-kanalni tip MOSFET popolna možnost za stikala na visoki strani.

Kadarkoli damo negativno (-) napetost na priključku vrat tega MOSFET-a, so nosilci naboja, ki so na voljo pod plastjo oksida, kot so elektroni, potisnjeni navzdol v substrat. Torej je območje izčrpanosti, ki ga zasedajo luknje, povezano z donorskimi atomi. Torej bo negativna (-) napetost vrat pritegnila luknje iz območja odtoka & vira p+ v območje kanala.

Za več informacij obiščite to povezavo MOSFET kot stikalo

Vrste P kanalnih MOSFET

Na voljo sta dve vrsti p-kanalnih MOSFET-jev. P-kanalni MOSFET za izboljšanje in P-kanalni izčrpani MOSFET.

P-channel Enhancement MOSFET

MOSFET za izboljšanje kanala p je preprosto zasnovan z rahlo dopiranim n-substratom. Tukaj sta dva materiala tipa p z močno dopiranima ločena skozi dolžino kanala, kot je 'L'. Tanka plast silicijevega dioksida je nanesena na podlago, ki se običajno imenuje dielektrična plast.

V tem MOSFET-u dva materiala tipa P tvorita izvor (S) in odtok (D), aluminij pa se uporablja kot prevleka na dielektriku, da se oblikuje priključek vrat (G). Tukaj sta izvor MOSFET in telo preprosto povezana z GND.

Ko se na priključek vrat (G) uporabi negativna napetost, se bo +ve koncentracija nabojev ustalila pod dielektrično plastjo zaradi kapacitivnega učinka. Elektroni, ki so na voljo na substratu n zaradi odbojnih sil, se bodo premaknili.

Ko se na odtočnem priključku uporabi negativna napetost, se negativna napetost v odtočnem območju zmanjša, napetostna razlika med vrati in odtokom se zmanjša, zato se širina prevodnega kanala zmanjša proti odtočnemu območju in dovod toka od vira do odtoka.

Kanal, oblikovan znotraj MOSFET-a, zagotavlja odpornost proti toku toka od vira do odtoka. Tukaj je upor kanala v glavnem odvisen od stranskega pogleda na kanal in spet je prečni prerez tega kanala odvisen od negativne napetosti, uporabljene na priključku vrat. Tako je tok toka od vira do odtoka mogoče nadzorovati z napetostjo, ki se uporablja na priključku vrat, zato je MOSFET znan kot napetostno krmiljena naprava. Ko koncentracija lukenj tvori kanal in se tok skozi kanal izboljša zaradi povečanja negativne napetosti vrat, zato je to znano kot P – MOSFET za izboljšanje kanala.

P-channel Depletion MOSFET

Konstrukcija p-kanalnega MOSFET-a je obrnjena na n-kanalnega MOSFET-a. Kanal v tem MOSFET-u je vnaprej zgrajen zaradi razpoložljivih nečistoč p-tipa v njem. Ko se na terminalu vrat uporabi negativna (-) napetost, se manjšinski nosilci naboja, kot so elektroni v n-tipu, pritegnejo proti kanalu p-tipa. V tem stanju, ko je odvod obratno prednapet, začne naprava prevajati, čeprav, ko se negativna napetost znotraj odtoka poveča, povzroči nastanek osiromašene plasti.

Ta regija je v glavnem odvisna od koncentracije plasti, ki nastane zaradi lukenj. Širina regije osiromašene plasti bo vplivala na vrednost prevodnosti kanala. Torej, z variacijami vrednosti napetosti v regiji se tok nadzoruje. Končno bosta vrata in odtok ostala na negativni polariteti, medtem ko bo vir ostal na vrednosti '0'.

Kako uporabljate P-kanalni Mosfet?

Komplementarno stikalno vezje MOSFET za krmiljenje motorja je prikazano spodaj. To preklopno vezje uporablja dva MOSFET-a, kot sta P kanal in N kanal za krmiljenje motorja v obe smeri. V tem vezju sta ta dva MOSFET-ja preprosto povezana za ustvarjanje dvosmernega stikala z uporabo dvojnega napajanja prek motorja, ki je povezan med skupnim odvodom in referenco GND.

Ko je vhodna napetost NIZKA, bo P-kanalni MOSFET, priključen v tokokrog, VKLOPLJEN in N-kanalni MOSFET bo izklopljen, ker je njegov spoj med vrati in izvorom negativen, zaradi česar se motor v vezju vrti v eno smer. Tu se motor upravlja z uporabo napajalne tirnice +VDD.
Podobno, ko je vhod VISOK, se N-kanalni MOSFET vklopi in naprava P-kanala se izklopi, ker je njen spoj med vrati in izvorom pozitivno pristranski. Zdaj se motor vrti v obratni smeri, ker je bila napetost na sponkah motorja obrnjena, ko se napaja prek napajalne tirnice -VDD.

Nato se za smer naprej motorja uporabi P-kanalni MOSFET za preklop +ve napajanja na motor, medtem ko se za obratno smer uporabi N-kanalni MOSFET za preklop -ve napajanja na motor.

• Tukaj, ko sta oba MOSFET-a IZKLOPLJENA, bo motor prenehal delovati.
• Ko je MOSFET1 vklopljen, je MOSFET2 izklopljen, motor teče v smeri naprej.
• Ko je MOSFET1 IZKLOPLJEN, MOSFET2 VKLOPLJEN, motor teče v obratni smeri.

Kako preizkusite MOSFET kanala P?

Preizkušanje p-kanalnega MOSFET-a lahko izvedete z uporabo digitalnega multimetra po naslednjih korakih.

• Najprej morate multimeter nastaviti na območje diode
• Postavite MOSFET na katero koli leseno mizo tako, da je tiskana stran obrnjena proti vam.
• Z uporabo sonde digitalnega multimetra kratko sklenite odvodne in vratne sponke MOSFET-a, kar bo najprej omogočilo izpraznitev notranje kapacitivnosti naprave, zato je zelo potrebno za postopek testiranja MOSFET-a.
• Zdaj postavite rdečo barvno sondo multimetra na izvorni terminal in črno sondo na odvodni terminal.
• Na zaslonu multimetra boste dobili odčitek odprtega tokokroga.
• Po tem, ne da bi zamenjali RDEČO barvno sondo z izvornega terminala MOSFET, odstranite črno barvno sondo z odtočnega terminala in jo za nekaj sekund postavite na vratni terminal MOSFET-a in jo postavite nazaj na odvodni terminal MOSFET-a.
• V tem času bo multimeter na zaslonu prikazal nizko vrednost ali vrednost kontinuitete.
• To je to, to bo potrdilo, da je vaš MOSFET v redu in brez težav. Kakršna koli druga vrsta odčitka bo pokazala okvarjen MOSFET.

Načini okvar MOSFET kanala P

Okvara MOSFET se pogosto pojavi zaradi na videz nerazložljivih razlogov, tudi pri dobri zasnovi, najboljših komponentah in novem motorju. Na splošno so MOSFET-ji zelo robustni – vendar lahko zelo hitro odpovejo zaradi preseženih ocen. Tukaj bomo razložili nekaj glavnih načinov okvar MOSFET-a in kako se jim izogniti.

Zelo težko je ugotoviti okvare, ki so se zgodile znotraj MOSFET-a, ker se ne zavedamo, kaj točno se je zgodilo, da je povzročilo okvare. Tukaj smo našteli nekaj načinov napak, ki so se zgodile v MOSFET, kot je prikazano spodaj.

• Kadarkoli pride do visokega toka skozi MOSFET, se ta segreje. Slabo odvajanje toplote lahko tudi poškoduje MOSFET zaradi ekstremnih temperatur.
• Okvarjena baterija.
• Lavinska okvara.
• okvara dV/dt.
• Blokiran ali zataknjen motor.
• Hitro pospeševanje ali upočasnjevanje.
• Odvečna disipacija moči.
• Presežek toka
• Obremenitev s kratkim stikom
• Tuji predmeti.

Značilnosti

The P Channel MOSFET karakteristika s so obravnavani spodaj.

• Ti MOSFET-ji so napetostno krmiljene naprave.
• Te naprave imajo visoke vrednosti vhodne impedance.
• V P-kanalu je prevodnost kanala posledica negativne polarnosti na priključku vrat.
  V primerjavi z n-kanalom so značilnosti p-kanala Mosfet podobne, vendar je edina razlika v polaritetah, ker vrednosti substratov tukaj niso enake.

Prednosti

The prednosti P Channel MOSFET vključujejo naslednje.

• Ta zasnova MOSFET je zelo preprosta, zato je uporabna tam, kjer je prostor omejen, kot so nizkonapetostni pogoni in aplikacije z neizoliranimi POL.
• To je poenostavljena metoda vožnje vrat znotraj stikala na visoki strani in pogosto zmanjša skupne stroške
• Učinkovitost, ki jo zagotavljajo MOSFET-ji, je večja pri delovanju pri nizkih napetostih.
• V primerjavi z JFET-ji imajo MOSFET-ji visoko vhodno impedanco.
• Zaradi manjšega upora kanala imajo visoko odtočno odpornost.
• Te so zelo preproste za izdelavo.
• Podpira visokohitrostno delovanje v primerjavi z JFET-ji.

The slabosti P Channel MOSFET vključujejo naslednje.

• Zaradi tanke oksidne plasti MOSFET-a je občutljiv na poškodbe, ki jih povzročijo elektrostatični naboji.
• Ti niso stabilni pri uporabi visokih napetosti.

To je torej pregled kanala p MOSFET – deluje , vrste in njegove aplikacije. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je n-kanalni MOSFET?