מהו P Channel MOSFET: עבודה ויישומיו

MOSFET הוא מכשיר בעל שלושה טרמינלים, מבוקר מתח, עכבת כניסה גבוהה וחד קוטבית שהם רכיבים חיוניים במעגלים אלקטרוניים שונים. בדרך כלל, מכשירים אלה מסווגים לשני סוגים של שיפור מוספת & דלדול מוסף מבוסס על האם יש להם ערוצים במצב ברירת המחדל שלהם או לא בהתאם. שוב, MOSFETs לשיפור מסווגים לשיפור ערוץ p ו-MOSFET לשיפור ו-n ערוצים מסווגים ל-MOSFET של דלדול ערוץ p ו-n ערוץ. אז מאמר זה דן באחד מסוגי MOSFETs כמו ערוץ P MOSFET .

מהו P Channel MOSFET?

סוג של MOSFET שבו הערוץ מורכב מרוב נושאי מטען כחורים ידוע בשם MOSFET ערוץ p. ברגע שה-MOSFET הזה מופעל, רוב נושאי המטען כמו חורים ינועו לאורך הערוץ. MOSFET זה מנוגד ל-MOSFET בערוץ N מכיוון שב-N MOSFET רוב נושאי המטען הם אלקטרונים. ה סמלי MOSFET ערוץ P במצב שיפור ובמצב דלדול מוצגים להלן.

ה-P- ערוץ MOSFET כולל אזור P- Channel המסודר בין שני הטרמינלים כמו מקור (S) ו-drain (D) והגוף הוא אזור n. בדומה ל-MOSFET בערוץ N, סוג זה של MOSFET כולל גם שלושה מסופים כמו מקור, ניקוז ושער. כאן, גם מסופי המקור והניקוז מסוממים בחומרים מסוג p וסוג המצע המשמש ב-MOSFET זה הוא מסוג n.

עובד

רוב נושאי המטען ב-P-Channel MOSFETs הם חורים שבהם לנושאי המטען הללו יש ניידות נמוכה בהשוואה לאלקטרון המשמש בתוך MOSFET N-Channel. ההבדל העיקרי בין ערוץ p לערוץ n MOSFET הוא שבערוץ p יש צורך במתח שלילי מה-Vgs (מסוף שער למקור) כדי להפעיל את MOSFET ואילו בערוץ n הוא זקוק למתח VGS חיובי. אז זה הופך את MOSFET מסוג P-Channel לאופציה מושלמת עבור מתגים גבוהים.

בכל פעם שאנו נותנים את המתח השלילי (-) במסוף השער של ה-MOSFET הזה, נושאי המטען הזמינים מתחת לשכבת התחמוצת כמו אלקטרונים נדחפים כלפי מטה לתוך המצע. אז אזור הדלדול שנכבש על ידי החורים קשור לאטומים התורמים. אז, מתח השער השלילי (-) ימשוך חורים מאזור הניקוז ומקור p+ לאזור הערוץ.

אנא עיין בקישור זה כדי לדעת יותר על MOSFET כמתג

סוגי MOSFET ערוץ P

ישנם שני סוגים של MOSFETs ערוץ p זמינים שיפור ערוץ P MOSFET & MOSFET דלדול ערוץ P.

P-channel Enhancement MOSFET

MOSFET לשיפור ערוץ p תוכנן פשוט עם מצע n מסומם קלות. כאן, שני חומרים מסוג p עם סימום כבד מופרדים דרך אורך הערוץ כמו 'L'. שכבת הסיליקון הדו-חמצני הדקה מונחת על המצע הנקרא בדרך כלל השכבה הדיאלקטרית.

ב-MOSFET זה, שני החומרים מסוג P יוצרים את המקור (S) ואת הניקוז (D) והאלומיניום משמש כציפוי על הדיאלקטרי ליצירת מסוף השער (G). כאן, המקור והגוף של ה-MOSFET פשוט מחוברים ל-GND.

כאשר מתח שלילי מופעל על מסוף השער (G), אזי ריכוז +ve של המטענים יוסדר מתחת לשכבה הדיאלקטרית עקב אפקט הקיבול. האלקטרונים הזמינים במצע n בגלל כוחות הדחייה יזוזו.

כאשר מתח שלילי מופעל במסוף הניקוז, מתח שלילי בתוך אזור הניקוז יורד, הפרש המתח בין שער לניקוז יורד, ובכך, רוחב הערוץ המוליך מצטמצם לכיוון אזור הניקוז, והזרם מגיע ממקור לניקוז.

הערוץ שנוצר בתוך ה-MOSFET מספק התנגדות לזרימת הזרם ממקור לניקוז. כאן, ההתנגדות של הערוץ תלויה בעיקר במבט הצד של הערוץ ושוב חתך התעלה הזה תלוי במתח השלילי המופעל במסוף השער. לפיכך ניתן לשלוט בזרימת הזרם מהמקור לניקוז באמצעות המתח המופעל במסוף השער, כך ש-MOSFET ידוע כמכשיר נשלט במתח. כאשר ריכוז החור יוצר את הערוץ וזרימת הזרם בכל הערוץ משתפרת בגלל עלייה במתח השער השלילי, אז זה ידוע בשם P - Channel Enhancement MOSFET.

P-channel Depletion MOSFET

בניית ה-MOSFET של דלדול ערוץ p מתהפכת ל-MOSFET של n ערוץ דלדול. הערוץ ב-MOSFET זה נבנה מראש בגלל הזיהומים הזמינים מסוג p שבו. ברגע שהמתח השלילי (-) מופעל במסוף השער, נושאי המטען כמו אלקטרונים מסוג n נמשכים לעבר הערוץ מסוג p. במצב זה, ברגע שהניקוז מוטה הפוך אז המכשיר מתחיל להוביל אם כי, כאשר המתח השלילי בתוך הניקוז מוגבר אז זה גורם להיווצרות שכבת הדלדול.

אזור זה תלוי בעיקר בריכוז השכבות שנוצר בגלל החורים. רוחב האזור של שכבת הדלדול ישפיע על ערך המוליכות של הערוץ. לכן, על ידי וריאציות של ערכי המתח של האזור, זרימת הזרם נשלטת. לבסוף, השער והניקוז יישארו בקוטביות השלילית בעוד המקור נשאר בערך '0'.

איך משתמשים ב-P-Channel Mosfet?

מעגל מתג ה-MOSFET המשלים לשליטה במנוע מוצג להלן. מעגל מתג זה משתמש בשני MOSFETs כמו ערוץ P וערוץ N כדי לשלוט במנוע בשני הכיוונים. במעגל זה, שני ה-MOSFETs הללו פשוט מחוברים כדי ליצור מתג דו-כיווני באמצעות אספקה ​​כפולה דרך המנוע המחובר בין הפניה לניקוז המשותף וה-GND.

ברגע שמתח הכניסה נמוך אז MOSFET ערוץ P המחובר במעגל יופעל & MOSFET ערוץ N יכובה מכיוון שהשער שלו לצומת המקור מוטה לרעה כתוצאה מכך שהמנוע במעגל מסתובב לכיוון אחד. כאן, המנוע מופעל באמצעות מסילת אספקת +VDD.
באופן דומה כאשר הקלט הוא HIGH, אז ה-MOSFET N-channel מופעל והתקן P-channel מכבה מכיוון שהשער שלו לצומת המקור מוטה באופן חיובי. כעת המנוע מסתובב בכיוון ההפוך מכיוון שמתח המסוף של המנוע התהפך כאשר הוא מסופק דרך מסילת האספקה ​​-VDD.

לאחר מכן, עבור כיוון ההעברה של המנוע, נעשה שימוש ב-MOSFET מסוג ערוץ P כדי להעביר את אספקת +ve למנוע, בעוד שבכיוון ההפוך, MOSFET ערוץ N משמש כדי להעביר את אספקת -ve אל המנוע. מָנוֹעַ.

• כאן, כאשר שני ה-MOSFETs כבויים, המנוע יפסיק לעבוד.
• כאשר MOSFET1 מופעל, MOSFET2 כבוי אז המנוע פועל בכיוון ההעברה.
• כאשר MOSFET1 כבוי, MOSFET2 מופעל אז המנוע פועל בכיוון ההפוך.

איך בודקים MOSFET ערוץ P?

ניתן לבצע את הבדיקה של MOSFET ערוץ p על ידי שימוש במולטימטר דיגיטלי על ידי שימוש בשלבים הבאים.

• ראשית, עליך להגדיר את המולטימטר לטווח הדיודות
• הנח את ה-MOSFET על כל שולחן עץ על ידי פנה הצד המודפס שלו אליך.
• על ידי שימוש בבדיקה של מולטימטר דיגיטלי, קצר את מסופי הניקוז והשער של ה-MOSFET, הדבר יאפשר קודם כל לפרוק את הקיבול הפנימי של ההתקן, ולכן הוא הכרחי מאוד לתהליך בדיקת ה-MOSFET.
• כעת הנח את הגשש הצבע האדום של המולטימטר על מסוף המקור ואת הגשש השחור על מסוף הניקוז.
• תקבל קריאת מעגל פתוח בתצוגת המולטימטר.
• לאחר מכן, מבלי לשנות את הגשש הצבע האדום ממסוף המקור של ה-MOSFET, הסר את הגשש הצבע השחור ממסוף הניקוז והנח אותו על מסוף השער של ה-MOSFET למשך מספר שניות והנח אותו בחזרה על מסוף הניקוז של ה-MOSFET.
• בשלב זה, המולטימטר יציג ערך נמוך או ערך המשכיות בתצוגה של המולטימטר.
• זהו, זה יוודא שה-MOSFET שלך תקין וללא בעיות. כל סוג אחר של קריאה יציין MOSFET פגום.

מצבי כשל של ערוץ P MOSFET

תקלת ה-MOSFET מתרחשת לעתים קרובות מסיבות בלתי מוסברות לכאורה אפילו עם העיצוב הטוב, הרכיבים הטובים ביותר ומנוע חדש. בדרך כלל, מכשירי MOSFET חזקים מאוד - עם זאת, הם יכולים להיכשל מהר מאוד עקב חריגה מהדירוגים. כאן אנו הולכים להסביר כמה מצבי הכשל העיקריים של MOSFET וכיצד להימנע מהם.

קשה מאוד לגלות את התקלות שהתרחשו בתוך ה-MOSFET מכיוון שאיננו מודעים למה בדיוק קרה שגרם לכשלים. כאן פירטנו כמה מצבי כשל שהתרחשו ב-MOSFET כמו הבאים.

• בכל פעם שמספק זרם גבוה בכל MOSFET אז הוא יתחמם. שקיעת חום לקויה יכולה גם להזיק ל-MOSFET מטמפרטורות קיצוניות.
• סוללה לא תקינה.
• כישלון מפולת.
• כשל dV/dt .
• מנוע חסום או תקוע.
• האצה או האטה מהירה.
• פיזור כוח עודף.
• עודף זרם
• טען עם קצר חשמלי
• חפצים זרים.

מאפיינים

ה מאפיין MOSFET של ערוץ P s נדונים להלן.

• MOSFETs אלה הם מכשירים מבוקרי מתח.
• להתקנים אלה יש ערכי עכבת כניסה גבוהים.
• בערוץ P, המוליכות של הערוץ נובעת מהקוטביות השלילית במסוף השער.
  בהשוואה לערוץ n, מאפייני ערוץ p Mosfet דומים אך ההבדל היחיד הוא הקוטביות מכיוון שהערכים של המצעים אינם זהים כאן.

יתרונות

ה היתרונות של MOSFET ערוץ P כלול את הבאים.

• עיצוב MOSFET זה פשוט מאוד ולכן הוא ישים במקומות שבהם המקום מוגבל כמו כונני מתח נמוך ויישומי POL לא מבודדים.
• זוהי שיטת נהיגת השער הפשוטה בתוך מקום מתג הצד הגבוה ולעתים קרובות מפחיתה את העלות הכוללת
• היעילות שמספקת ה-MOSFETs גבוהה יותר כאשר פועלים במתח נמוך.
• בהשוואה ל-JFET, ל-MOSFETs יש עכבת כניסה גבוהה.
• יש להם התנגדות ניקוז גבוהה בגלל התנגדות פחות של תעלות.
• אלה מאוד פשוטים לייצור.
• הוא תומך בהפעלה במהירות גבוהה בהשוואה ל-JFETs.

ה החסרונות של ערוץ P MOSFET כלול את הבאים.

• שכבת התחמוצת הדקה של ה-MOSFET תהפוך אותו לפגיע לנזק כאשר הוא מושרה על ידי מטענים אלקטרוסטטיים.
• אלה אינם יציבים כאשר משתמשים במתחים גבוהים.

לפיכך, זוהי סקירה כללית של ערוץ p MOSFET – עובד , סוגים ויישומיו. הנה שאלה בשבילך, מה זה n channel MOSFET?