MOSFET to trójbiegunowe, sterowane napięciem urządzenie o wysokiej impedancji wejściowej i jednobiegunowe, które są niezbędnymi komponentami w różnych obwodach elektronicznych. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia te są podzielone na dwa typy wzmocnienia Mosfet & wyczerpania Mosfet na podstawie tego, czy mają kanały w ich domyślnych warunkach, czy też nie. Ponownie, wzmocnione tranzystory MOSFET są klasyfikowane jako wzmocnienie p-kanałowe, a n-kanałowe MOSFET-y ze wzmocnieniem i zubożeniem kanału są sklasyfikowane jako MOSFET-y z zubożeniem n-kanału. W tym artykule omówiono jeden z typów tranzystorów MOSFET, takich jak Kanał P MOSFET .
Co to jest MOSFET kanału P?
Typ MOSFET-u, w którym kanał składa się z większości nośników ładunku w postaci dziur, jest znany jako MOSFET-kanał p. Gdy ten MOSFET zostanie aktywowany, większość nośników ładunku, takich jak dziury, będzie się poruszać w całym kanale. Ten MOSFET jest w przeciwieństwie do N-kanałowego MOSFET-u, ponieważ w N MOSFET większość nośników ładunku to elektrony. The Symbole MOSFET kanału P w trybie wzmocnienia i zubożenia pokazano poniżej.
MOSFET z kanałem P zawiera obszar kanału P, który jest umieszczony pomiędzy dwoma zaciskami, takimi jak źródło (S) i dren (D), a korpus jest obszarem n. Podobnie jak MOSFET z kanałem N, ten typ MOSFET zawiera również trzy terminale, takie jak źródło, dren i bramka. W tym przypadku zarówno zaciski źródłowe, jak i drenażowe są mocno domieszkowane materiałami typu p, a rodzaj podłoża używanego w tym tranzystorze MOSFET jest typu n.
Pracujący
Większość nośników ładunku w tranzystorach MOSFET z kanałem P to dziury, w których nośniki ładunku mają niską mobilność w porównaniu z elektronem wykorzystywanym w tranzystorach MOSFET z kanałem N. Główna różnica między kanałem p i n-kanałowym MOSFET polega na tym, że w kanale p konieczne jest ujemne napięcie z Vgs (zacisk bramki do źródła), aby aktywować MOSFET, podczas gdy w kanale n potrzebne jest dodatnie napięcie VGS. To sprawia, że MOSFET typu P-Channel jest idealną opcją dla przełączników high-side.
Ilekroć podajemy ujemne (-) napięcie na zacisku bramki tego MOSFET-u, nośniki ładunku dostępne poniżej warstwy tlenku, takie jak elektrony, są wpychane do dołu do podłoża. Tak więc obszar zubożenia zajmowany przez dziury jest połączony z atomami donorowymi. Tak więc ujemne (-) napięcie bramki przyciągnie dziury z obszaru drenu i źródła p + do obszaru kanału.
Proszę zapoznać się z tym linkiem, aby dowiedzieć się więcej MOSFET jako przełącznik
Rodzaje MOSFET z kanałem P
Dostępne są dwa typy tranzystorów MOSFET z kanałem p. MOSFET wzmacniający kanał P i MOSFET z uszczupleniem kanału P.
Wzmocnienie kanału P MOSFET
Wzmocnienie kanału p MOSFET jest po prostu zaprojektowane z lekko domieszkowanym n-podłożem. Tutaj dwa materiały typu p z silnymi domieszkami są rozdzielone przez długość kanału, jak „L”. Cienka warstwa dwutlenku krzemu osadza się na podłożu, które zwykle nazywa się warstwą dielektryczną.
W tym tranzystorze MOSFET dwa materiały typu P tworzą źródło (S) i dren (D), a aluminium jest używane jako powłoka na dielektryku w celu utworzenia zacisku bramki (G). Tutaj źródło i ciało tranzystora MOSFET są po prostu połączone z GND.
Gdy do zacisku bramki (G) zostanie przyłożone napięcie ujemne, wówczas dodatnia koncentracja ładunków zostanie usadowiona pod warstwą dielektryczną ze względu na efekt pojemnościowy. Elektrony dostępne na podłożu n z powodu sił odpychania zostaną przesunięte.
Gdy napięcie ujemne jest przyłożone do zacisku drenu, wówczas napięcie ujemne w obszarze drenu zmniejsza się, różnica napięć między bramką a drenem zmniejsza się, w ten sposób szerokość kanału przewodzącego zmniejsza się w kierunku obszaru drenu, a prąd dostarczany jest od źródła do drenu.
Kanał utworzony w tranzystorze MOSFET zapewnia opór przepływowi prądu od źródła do drenu. Tutaj rezystancja kanału zależy głównie od widoku z boku kanału i ponownie przekrój tego kanału zależy od ujemnego napięcia przyłożonego na zacisku bramki. W ten sposób przepływ prądu ze źródła do drenu może być kontrolowany przez napięcie przyłożone do zacisku bramki, dzięki czemu MOSFET jest znany jako urządzenie sterowane napięciem. Kiedy koncentracja dziur tworzy kanał, a przepływ prądu w kanale poprawia się z powodu wzrostu ujemnego napięcia bramki, więc jest to znane jako P - Channel Enhancement MOSFET.
P - wyczerpywanie kanału MOSFET
Konstrukcja tranzystora MOSFET zubożającego p-kanał jest odwrócona do zubożającego n-kanału MOSFET-u. Kanał w tym MOSFET jest wstępnie zbudowany ze względu na dostępne w nim zanieczyszczenia typu p. Po przyłożeniu ujemnego (-) napięcia do zacisku bramki, mniejszościowe nośniki ładunku, takie jak elektrony w typie n, są przyciągane w kierunku kanału typu p. W tym stanie, gdy dren jest spolaryzowany wstecznie, urządzenie zaczyna przewodzić, chociaż gdy ujemne napięcie w drenu jest zwiększone, powoduje to tworzenie się warstwy zubożonej.
Obszar ten zależy głównie od koncentracji warstwy utworzonej przez dziury. Szerokość obszaru warstwy zubożonej wpływa na wartość przewodności kanału. Tak więc, poprzez zmiany wartości napięcia w regionie, przepływ prądu jest kontrolowany. W końcu bramka i dren pozostaną na ujemnej biegunowości, podczas gdy źródło pozostanie na wartości „0”.
Jak korzystać z mosfetu P-Channel?
Uzupełniający obwód przełącznika MOSFET do sterowania silnikiem pokazano poniżej. Ten obwód przełączający wykorzystuje dwa tranzystory MOSFET, takie jak kanał P i kanał N, do sterowania silnikiem w obu kierunkach. W tym obwodzie te dwa tranzystory MOSFET są po prostu połączone, aby wygenerować dwukierunkowy przełącznik za pomocą podwójnego zasilania przez silnik podłączony między wspólnym drenem a odniesieniem GND.
Gdy napięcie wejściowe jest NISKI, wówczas MOSFET z kanałem P podłączony w obwodzie zostanie włączony, a MOSFET z kanałem N zostanie wyłączony, ponieważ jego złącze bramki do źródła jest spolaryzowane ujemnie, w wyniku czego silnik w obwodzie obraca się w jednym kierunku. Tutaj silnik jest obsługiwany za pomocą szyny zasilającej +VDD.
Podobnie, gdy wejście jest WYSOKIE, wtedy N-kanałowy MOSFET włącza się, a urządzenie z kanałem P wyłącza się, ponieważ jego bramka do złącza źródła jest spolaryzowana dodatnio. Teraz silnik obraca się w odwrotnym kierunku, ponieważ napięcie na zaciskach silnika zostało odwrócone, gdy jest zasilany przez szynę zasilającą -VDD.
Następnie, dla kierunku przekazywania silnika, tranzystor MOSFET typu P jest wykorzystywany do przełączania +ve zasilania do silnika, podczas gdy dla kierunku wstecznego, N-kanałowy MOSFET jest wykorzystywany do przełączania -ve zasilania na silnik.
- Tutaj, gdy oba tranzystory MOSFET są wyłączone, silnik przestanie działać.
- Gdy MOSFET1 jest włączony, MOSFET2 jest wyłączony, a następnie silnik pracuje w kierunku przekazywania.
- Gdy MOSFET1 jest wyłączony, MOSFET2 jest włączony, a następnie silnik pracuje w odwrotnym kierunku.
Jak testować MOSFET z kanałem P?
Testowanie p-channel MOSFET można przeprowadzić za pomocą multimetru cyfrowego, wykonując następujące czynności.
- Najpierw musisz ustawić multimetr na zakres diody
- Umieść MOSFET na dowolnym drewnianym stole, zwracając go zadrukowaną stroną do siebie.
- Używając sondy multimetru cyfrowego, zewrzyj zaciski drenu i bramki tranzystora MOSFET, co najpierw pozwoli rozładować wewnętrzną pojemność urządzenia, więc jest to bardzo potrzebne w procesie testowania MOSFET.
- Teraz umieść czerwoną sondę multimetru na końcówce źródłowej, a czarną sondę na końcówce spustowej.
- Na wyświetlaczu multimetru pojawi się odczyt obwodu otwartego.
- Następnie, bez zmiany sondy koloru CZERWONEGO z terminala źródłowego MOSFET, wyjmij sondę koloru czarnego z końcówki spustowej i umieść ją na terminalu bramki MOSFET na kilka sekund i umieść z powrotem na terminalu spustowym MOSFET.
- W tym momencie multimetr pokaże niską wartość lub wartość ciągłości na wyświetlaczu multimetru.
- To wszystko, to zweryfikuje, że twój MOSFET jest w porządku i bez żadnych problemów. Każdy inny rodzaj odczytu określi wadliwy MOSFET.
Tryby awarii MOSFET kanału P
Awaria MOSFET pojawia się często z pozornie niewytłumaczalnych powodów, nawet przy dobrym projekcie, najlepszych komponentach i nowym silniku. Ogólnie rzecz biorąc, tranzystory MOSFET są bardzo solidne – jednak mogą bardzo szybko zawieść z powodu przekroczenia ocen. Tutaj wyjaśnimy niektóre z głównych trybów awarii MOSFET i jak ich uniknąć.
Bardzo trudno jest znaleźć awarie, które wystąpiły w MOSFET, ponieważ nie jesteśmy świadomi, co dokładnie się stało, co spowodowało awarie. Tutaj wymieniliśmy niektóre tryby awarii, które wystąpiły w MOSFET, jak poniżej.
- Za każdym razem, gdy dostarcza wysoki prąd w całym tranzystorze MOSFET, nagrzewa się. Słabe odprowadzanie ciepła może również uszkodzić MOSFET w ekstremalnych temperaturach.
- Wadliwa bateria.
- Awaria lawinowa.
- Awaria dV/dt .
- Zablokowany lub zacięty silnik.
- Szybkie przyspieszanie lub zwalnianie.
- Nadmierne rozpraszanie mocy.
- Nadmiar prądu
- Obciążenie zwarciem
- Obce obiekty.
Charakterystyka
The Charakterystyka MOSFET kanału P omówiono poniżej.
- Te tranzystory MOSFET są urządzeniami sterowanymi napięciem.
- Urządzenia te mają wysokie wartości impedancji wejściowej.
- W kanale P przewodność kanału wynika z ujemnej polaryzacji na zacisku bramki.
W porównaniu z kanałem n, charakterystyka mosfetu kanału p jest podobna, ale jedyną różnicą jest polaryzacja, ponieważ wartości podłoży nie są tutaj takie same.
Zalety
The zalety MOSFET-a z kanałem P obejmują następujące elementy.
- Ta konstrukcja MOSFET jest bardzo prosta, dzięki czemu można ją zastosować w miejscach o ograniczonej przestrzeni, takich jak napędy niskonapięciowe i nieizolowane aplikacje POL.
- Jest to uproszczona metoda sterowania bramą w miejscu wysokiego przełącznika bocznego i często obniża całkowity koszt
- Wydajność zapewniana przez tranzystory MOSFET jest wyższa podczas pracy przy niskich napięciach.
- W porównaniu do tranzystorów JFET, tranzystory MOSFET mają wysoką impedancję wejściową.
- Charakteryzują się wysoką odpornością na odpływ ze względu na mniejszą rezystancję kanału.
- Są bardzo proste w produkcji.
- Obsługuje szybkie działanie w porównaniu do JFET.
The wady MOSFET-a z kanałem P obejmują następujące elementy.
- Cienka warstwa tlenku MOSFETu sprawi, że będzie on podatny na uszkodzenia wywołane ładunkami elektrostatycznymi.
- Nie są one stabilne, gdy stosowane są wysokie napięcia.
Oto przegląd kanału p MOSFET – działający , rodzaje i ich zastosowania. Oto pytanie dla Ciebie, czym jest n-kanałowy MOSFET?
