Što je P Channel MOSFET: Rad i njegove primjene

MOSFET je tri terminala, naponski kontroliran, visoke ulazne impedancije i unipolarni uređaj koji su bitne komponente u različitim elektroničkim sklopovima. Općenito, ti se uređaji klasificiraju u dvije vrste poboljšanja Mosfet & osiromašeni Mosfet na temelju toga imaju li kanale u zadanom stanju ili ne. Opet, MOSFET-ovi s poboljšanjem klasificiraju se na MOSFET-ove za poboljšanje p kanala i MOSFET-ove za poboljšanje i smanjenje n kanala klasificiraju se na MOSFET-ove s osiromašenim p kanalom i MOSFET-ove s osiromašenim n kanalom. Dakle, ovaj članak raspravlja o jednoj od vrsta MOSFET-a poput P kanalni MOSFET .

Što je P Channel MOSFET?

Tip MOSFET-a u kojem se kanal sastoji od većine nositelja naboja kao rupa poznat je kao p kanalni MOSFET. Jednom kada se ovaj MOSFET aktivira, tada će se većina nositelja naboja poput rupa kretati po kanalu. Ovaj MOSFET je u suprotnosti s N kanalnim MOSFET-om jer su u N MOSFET-u većina nositelja naboja elektroni. The P Kanalni MOSFET simboli u modu poboljšanja i modusu iscrpljivanja prikazani su dolje.

P-kanalni MOSFET uključuje područje P-kanala koje je raspoređeno između dva terminala kao što su izvor (S) i odvod (D), a tijelo je n-područje. Slično N kanalnom MOSFET-u, ovaj tip MOSFET-a također uključuje tri terminala kao što su izvor, odvod i vrata. Ovdje su i terminali izvora i odvoda jako dopirani materijalima tipa p, a tip supstrata koji se koristi u ovom MOSFET-u je n-tip.

radim

Većina nositelja naboja u P-kanalnim MOSFET-ovima su rupe gdje ti nositelji naboja imaju nisku pokretljivost u usporedbi s elektronom koji se koristi u N-kanalnim MOSFET-ovima. Glavna razlika između p kanala i n kanala MOSFET je da je u p kanalu potreban negativan napon od Vgs (priključak vrata do izvora) da bi se aktivirao MOSFET, dok je u n kanalu potreban pozitivan VGS napon. To čini P-kanalni tip MOSFET-a savršenom opcijom za sklopke visoke strane.

Kad god damo negativan (-) napon na terminalu vrata ovog MOSFET-a, tada se nositelji naboja dostupni ispod oksidnog sloja poput elektrona guraju prema dolje u supstrat. Dakle, osiromašeno područje koje zauzimaju rupe povezano je s donorskim atomima. Dakle, negativni (-) napon vrata privući će rupe iz područja odvoda & p+ izvora u područje kanala.

Pogledajte ovu vezu da biste saznali više o MOSFET kao prekidač

Vrste P kanalnih MOSFET-a

Dostupne su dvije vrste MOSFET-a s p kanalima. MOSFET za poboljšanje P kanala i MOSFET za smanjenje P kanala.

MOSFET za poboljšanje P-kanala

MOSFET za poboljšanje p kanala jednostavno je dizajniran s lagano dopiranom n-supstratom. Ovdje su dva jako dopirana materijala p-tipa odvojena kroz duljinu kanala poput 'L'. Tanki sloj silicijeva dioksida taloži se na podlogu koja se obično naziva dielektrični sloj.

U ovom MOSFET-u, dva P-tipa materijala tvore izvor (S) i odvod (D), a aluminij se koristi kao oplata na dielektriku za formiranje priključka vrata (G). Ovdje su MOSFET izvor i tijelo jednostavno spojeni na GND.

Kada se negativni napon primijeni na terminal vrata (G), tada će se +ve koncentracija naboja uspostaviti ispod sloja dielektrika zbog učinka kapacitivnosti. Elektroni dostupni na n supstratu će se pomaknuti zbog odbojnih sila.

Kada se negativni napon primijeni na odvodnom terminalu, tada se negativni napon unutar odvodnog područja smanjuje, razlika napona između vrata i odvoda se smanjuje, stoga se širina vodljivog kanala smanjuje prema odvodnom području, a struja se dovodi od izvora do odvoda.

Kanal formiran unutar MOSFET-a pruža otpor protoku struje od izvora do odvoda. Ovdje otpor kanala uglavnom ovisi o bočnom pogledu na kanal i opet poprečni presjek ovog kanala ovisi o negativnom naponu primijenjenom na priključku vrata. Stoga se strujni tok od izvora do odvoda može kontrolirati putem napona primijenjenog na priključku vrata pa je MOSFET poznat kao uređaj kontroliran naponom. Kada koncentracija šupljina formira kanal i tok struje kroz kanal se poboljšava zbog povećanja unutar negativnog napona vrata, tako da je to poznato kao P – MOSFET za poboljšanje kanala.

P -channel Depletion MOSFET

P kanal depletion MOSFET konstrukcija je obrnuta na n kanal depletion MOSFET. Kanal u ovom MOSFET-u je unaprijed izgrađen zbog dostupnih nečistoća p-tipa u njemu. Jednom kada se negativni (-) napon primijeni na terminalu vrata tada se manjinski nositelji naboja poput elektrona u n-tipu privlače prema kanalu p-tipa. U ovom stanju, nakon što je odvod obrnuto prednaponski, uređaj počinje provoditi iako, kada se negativni napon unutar odvoda pojača, to rezultira stvaranjem osiromašenog sloja.

Ovo područje uglavnom ovisi o koncentraciji slojeva formiranih zbog rupa. Širina područja osiromašenog sloja utjecat će na vrijednost vodljivosti kanala. Dakle, varijacijama vrijednosti napona regije, protok struje se kontrolira. Na kraju, vrata i odvod će ostati na negativnom polaritetu dok će izvor ostati na vrijednosti '0'.

Kako se koristi P-kanalni MOSFET?

Dolje je prikazan komplementarni sklop MOSFET sklopke za upravljanje motorom. Ovaj sklop prekidača koristi dva MOSFET-a kao što su P kanal i N kanal za upravljanje motorom u oba smjera. U ovom krugu, ova dva MOSFET-a su jednostavno spojena za generiranje dvosmjerne sklopke koristeći dvostruko napajanje preko motora spojenog između zajedničkog odvoda i GND reference.

Jednom kada je ulazni napon NIZAK tada će se P-kanalni MOSFET spojen u krug uključiti i N kanalni MOSFET će se isključiti jer je njegov spoj između vrata i izvora negativan zbog čega se motor u krugu okreće u jednom smjeru. Ovdje se motorom upravlja pomoću +VDD dovodne tračnice.
Slično, kada je ulaz VISOK, tada se N-kanalni MOSFET UKLJUČUJE, a P-kanalni uređaj ISKLJUČUJE jer je njegov spoj između vrata i izvora pozitivno pristran. Sada se motor okreće u obrnutom smjeru jer je napon stezaljke motora obrnut kada se napaja preko -VDD napojne tračnice.

Nakon toga, za smjer motora prema naprijed, P-kanalni MOSFET se koristi za prebacivanje +ve napajanja na motor, dok se, za obrnuti smjer, N-kanalni MOSFET koristi za prebacivanje -ve napajanja na motor.

• Ovdje, kada su oba MOSFET-a isključena, motor će prestati raditi.
• Kada je MOSFET1 ON, MOSFET2 je OFF tada motor radi u smjeru prema naprijed.
• Kada je MOSFET1 isključen, MOSFET2 je uključen, tada motor radi u obrnutom smjeru.

Kako testirati MOSFET P kanala?

Ispitivanje p-kanalnog MOSFET-a može se obaviti pomoću digitalnog multimetra pomoću sljedećih koraka.

• Prvo morate postaviti multimetar na raspon dioda
• Postavite MOSFET na bilo koji drveni stol tako da njegovu tiskanu stranu okrenete prema sebi.
• Korištenjem sonde digitalnog multimetra, kratko spojite priključke odvoda i vrata MOSFET-a, ovo će najprije omogućiti pražnjenje unutarnjeg kapaciteta uređaja, tako da je to vrlo potrebno za postupak testiranja MOSFET-a.
• Sada postavite crvenu sondu multimetra na izvorni terminal, a crnu sondu na odvodni terminal.
• Dobit ćete očitanje otvorenog kruga na zaslonu multimetra.
• Nakon toga, bez mijenjanja CRVENE sonde boje s MOSFET-ovog izvornog terminala, skinite crnu sondu s odvodnog terminala i postavite je na gate terminal MOSFET-a na nekoliko sekundi i vratite je na MOSFET-ov odvodni terminal.
• U to će vrijeme multimetar pokazati nisku vrijednost ili vrijednost kontinuiteta na zaslonu multimetra.
• To je to, ovo će potvrditi da je vaš MOSFET u redu i bez ikakvih problema. Bilo koja druga vrsta očitanja ukazat će na neispravan MOSFET.

Načini kvarova MOSFET P kanala

Kvar MOSFET-a često se događa iz naizgled neobjašnjivih razloga čak i uz dobar dizajn, najfinije komponente i novi motor. Općenito, MOSFET-ovi su vrlo robusni – međutim, mogu se vrlo brzo pokvariti zbog premašenih vrijednosti. Ovdje ćemo objasniti neke od glavnih načina kvara MOSFET-a i kako ih izbjeći.

Vrlo je teško otkriti kvarove koji su se dogodili unutar MOSFET-a jer nismo svjesni što se točno dogodilo da uzrokuje kvarove. Ovdje smo naveli neke načine kvara koji su se dogodili u MOSFET-u kao što je sljedeće.

• Kad god jaka struja prolazi kroz MOSFET tada će se zagrijati. Loše odvođenje topline također može oštetiti MOSFET zbog ekstremnih temperatura.
• Neispravan akumulator.
• Avalanche failure.
• kvar dV/dt .
• Blokiran ili zaglavljen motor.
• Brzo ubrzanje ili usporavanje.
• Prekomjerna disipacija snage.
• Prekomjerna struja
• Opterećenje s kratkim spojem
• Strani predmeti.

Karakteristike

The P Channel MOSFET karakteristika s se raspravlja u nastavku.

• Ovi MOSFET-ovi su uređaji kontrolirani naponom.
• Ovi uređaji imaju visoke vrijednosti ulazne impedancije.
• U P-kanalu, vodljivost kanala je zbog negativnog polariteta na terminalu vrata.
  U usporedbi s n kanalom, karakteristike p kanala Mosfet su slične, ali jedina razlika su polariteti jer vrijednosti supstrata ovdje nisu iste.

Prednosti

The prednosti P Channel MOSFET-a uključuju sljedeće.

• Ovaj MOSFET dizajn je vrlo jednostavan pa je primjenjiv tamo gdje je prostor ograničen kao što su niskonaponski pretvarači i neizolirane POL aplikacije.
• Ovo je pojednostavljena metoda upravljanja vratima unutar mjesta visoke bočne sklopke i često smanjuje ukupne troškove
• Učinkovitost koju pružaju MOSFET-ovi veća je pri radu na niskim naponima.
• U usporedbi s JFET-ima, MOSFET-ovi imaju visoku ulaznu impedanciju.
• Imaju visok otpor odvoda zbog manjeg otpora kanala.
• Vrlo su jednostavni za proizvodnju.
• Podržava rad velike brzine u usporedbi s JFET-ovima.

The nedostaci P Channel MOSFET-a uključuju sljedeće.

• Tanki oksidni sloj MOSFET-a učinit će ga osjetljivim na oštećenja kada ga inducira elektrostatički naboj.
• Oni nisu stabilni kada se koriste visoki naponi.

Dakle, ovo je pregled p kanala MOSFET – radi , vrste i njegove primjene. Ovdje je pitanje za vas, što je n kanalni MOSFET?