Hvad er P Channel MOSFET: Arbejde og dets applikationer

MOSFET er en tre-terminal, spændingsstyret, høj indgangsimpedans og unipolær enhed, som er væsentlige komponenter i forskellige elektroniske kredsløb. Generelt er disse enheder klassificeret i to typer ekstraudstyr Mosfet & udtømning Mosfet baseret på, om de har kanaler i deres standardtilstand eller ikke tilsvarende. Igen klassificeres forbedrings-MOSFET'er i p-kanalforbedring og n-kanalforbedrings- og udtømnings-MOSFET'er klassificeres i p-kanaldepletering og n-kanalsudtømnings-MOSFET'er. Så denne artikel diskuterer en af ​​de typer MOSFET'er, som kan lide P-kanal MOSFET .

Hvad er P Channel MOSFET?

En type MOSFET, hvor kanalen er sammensat med et flertal af ladningsbærere som huller, er kendt som p-kanal MOSFET. Når først denne MOSFET er aktiveret, vil størstedelen af ​​ladningsbærere som huller bevæge sig gennem kanalen. Denne MOSFET er i modsætning til N-kanal MOSFET, fordi i N MOSFET er størstedelen af ​​ladningsbærerne elektroner. Det P Kanal MOSFET symboler i forbedringstilstand og udtømningstilstand er vist nedenfor.

P-kanal MOSFET inkluderer en P-kanal region, der er arrangeret mellem de to terminaler som source (S) og drain (D), og kroppen er n-region. I lighed med N-kanal MOSFET inkluderer denne type MOSFET også tre terminaler som source, drain og gate. Her er både source- og drænterminalerne kraftigt doteret med materialer af p-type, og den type substrat, der bruges i denne MOSFET, er n-type.

Arbejder

Størstedelen af ​​ladningsbærere i P-kanal MOSFET'er er huller, hvor disse ladningsbærere har lav mobilitet sammenlignet med elektronen, der anvendes i N-kanal MOSFET'er. Hovedforskellen mellem p-kanalen og n-kanal MOSFET er, at i p-kanalen er en negativ spænding nødvendig fra Vgs (gateterminal til kilde) for at aktivere MOSFET, mens den i n-kanalen har brug for en positiv VGS-spænding. Så dette gør P-Channel type MOSFET til en perfekt mulighed for high-side switches.

Hver gang vi giver den negative (-) spænding ved gateterminalen på denne MOSFET, så skubbes de tilgængelige ladningsbærere under oxidlaget som elektroner ned i substratet. Så udtømningsområdet, der er optaget af hullerne, er forbundet med donoratomerne. Så den negative (-) gatespænding vil tiltrække huller fra drænområdet og p+-kilden ind i kanalens område.

Se venligst dette link for at vide mere om MOSFET som switch

Typer af P-kanal MOSFET

Der er to typer p-kanal MOSFET'er tilgængelige P-kanalforbedring MOSFET & P-kanaldepletering MOSFET.

P-kanal Enhancement MOSFET

Den p-kanalforbedrende MOSFET er simpelthen designet med et let doteret n-substrat. Her adskilles to p-type materialer med stærkt dopede gennem kanallængden som 'L'. Det tynde siliciumdioxidlag aflejres på substratet, som normalt kaldes det dielektriske lag.

I denne MOSFET danner de to materialer af P-typen kilden (S) og afløbet (D), og aluminiumet bruges som plettering på dielektrikumet for at danne gate-terminalen (G). Her er MOSFET'ens kilde og kroppen simpelthen forbundet til GND'en.

Når en negativ spænding påføres gate (G) terminalen, vil +ve koncentrationen af ​​ladningerne blive afgjort under det dielektriske lag på grund af kapacitanseffekten. De elektroner, der er tilgængelige ved n-substratet på grund af de frastødende kræfter, vil blive flyttet.

Når en negativ spænding påføres ved afløbsterminalen, mindsker negativ spænding inden for drænområdet, spændingsforskellen mellem gate & drain falder, således at den ledende kanalbredde bliver reduceret mod drænområdet, og strømforsyningen fra source til drain.

Kanalen dannet i MOSFET giver modstand mod strømmen af ​​strøm fra kilde til dræn. Her afhænger kanalens modstand hovedsageligt af kanalens sidebillede, og igen afhænger denne kanals tværsnit af den negative spænding, der påføres ved gateterminalen. Således kan strømmen fra kilden til drænet styres gennem spændingen påført ved gateterminalen, så MOSFET er kendt som en spændingsstyret enhed. Når hulkoncentrationen danner kanalen, og strømmen af ​​strøm gennem kanalen bliver forbedret på grund af en stigning i negativ gatespænding, så dette er kendt som P - Channel Enhancement MOSFET.

P-kanal udtømning MOSFET

P-kanal-udtømnings-MOSFET-konstruktionen er vendt til n-kanal-udtømnings-MOSFET. Kanalen i denne MOSFET er præbygget på grund af de tilgængelige p-type urenheder i den. Når den negative (-) spænding er påført ved gateterminalen, bliver minoritetsladningsbærerne som elektroner i n-typen tiltrukket mod p-type-kanalen. I denne tilstand, når først et dræn er omvendt forspændt, begynder enheden at lede, men når den negative spænding i drænet forstærkes, resulterer det i dannelsen af ​​udtømningslaget.

Denne region afhænger hovedsageligt af lagkoncentrationen dannet på grund af hullerne. Udtømningslagets områdebredde vil påvirke kanalens konduktivitetsværdi. Så ved variationer af regionens spændingsværdier bliver strømmen kontrolleret. Til sidst vil porten og afløbet forblive på den negative polaritet, mens kilden forbliver på '0'-værdien.

Hvordan bruger du P-Channel Mosfet?

Det komplementære MOSFET-omskifterkredsløb til styring af motoren er vist nedenfor. Dette switch-kredsløb bruger to MOSFET'er som P-kanalen og N-kanalen til at styre motoren i begge retninger. I dette kredsløb er disse to MOSFET'er simpelthen forbundet for at generere en tovejskontakt ved hjælp af en dobbelt forsyning gennem motoren, der er forbundet mellem den fælles afløbs- og GND-reference.

Når indgangsspændingen er LAV, vil P-kanal MOSFET, der er tilsluttet i kredsløbet, blive tændt, og N-kanal MOSFET vil blive slukket, fordi dens gate til kildeforbindelse er forspændt negativt, som et resultat, at motoren i kredsløbet drejer i én retning. Her betjenes motoren ved hjælp af +VDD-forsyningsskinnen.
På samme måde, når input er HØJ, så tænder N-kanal MOSFET, og P-kanal enhed slukker, fordi dens gate til kildeforbindelse er positivt forspændt. Nu drejer motoren i modsat retning, fordi motorens terminalspænding er blevet vendt, når den forsynes gennem -VDD-forsyningsskinnen.

Derefter, til fremføringsretningen af ​​motoren, bruges P-kanal type MOSFET til at skifte +ve-forsyningen til motoren, mens N-kanal MOSFET i den modsatte retning bruges til at skifte -ve-forsyningen til motoren. motor.

• Her, når begge MOSFET'er er slukket, stopper motoren med at fungere.
• Når MOSFET1 er ON, MOSFET2 er OFF, så kører motoren i fremadgående retning.
• Når MOSFET1 er OFF, MOSFET2 er ON, så kører motoren i modsat retning.

Hvordan tester du P Channel MOSFET?

Testen af ​​p-kanal MOSFET kan udføres ved at bruge et digitalt multimeter ved at bruge følgende trin.

• Først skal du indstille multimeteret til diodeområdet
• Placer MOSFET'en på ethvert træbord ved at vende dens trykte side mod dig.
• Ved at bruge sonden på et digitalt multimeter, kortslutte afløbs- og gateterminalerne på MOSFET, vil dette for det første gøre det muligt for enhedens interne kapacitans at aflade, så det er meget nødvendigt for MOSFET-testprocessen.
• Placer nu multimeterets røde farvesonde på kildeterminalen og den sorte sonde på drænterminalen.
• Du vil få en åben kredsløbsaflæsning på multimeterdisplayet.
• Derefter, uden at ændre den RØDE farvesonde fra MOSFET'ens kildeterminal, skal du fjerne den sorte farvesonde fra drænterminalen og placere den på MOSFET'ens gateterminal i et par sekunder og placere den tilbage på MOSFET'ens drænterminal.
• På dette tidspunkt vil multimeteret vise en lav værdi eller kontinuitetsværdi på multimeterets display.
• Det er det, dette vil bekræfte, at din MOSFET er okay og uden problemer. Enhver anden type aflæsning vil angive en defekt MOSFET.

P Channel MOSFET-fejltilstande

MOSFET-fejlen opstår ofte af tilsyneladende uforklarlige årsager, selv med det gode design, de fineste komponenter og en ny motor. Generelt er MOSFET'er meget robuste - dog kan de fejle meget hurtigt på grund af overskridelse af ratings. Her skal vi forklare nogle af de vigtigste fejltilstande i MOSFET og hvordan man undgår dem.

Det er meget svært at finde ud af de fejl, der opstod i MOSFET, fordi vi ikke er klar over, hvad der præcist skete, der forårsagede fejl. Her har vi listet nogle fejltilstande, der opstod i MOSFET som følgende.

• Når der er høj strøm i hele MOSFET, vil den varme op. Dårlig varmesænkning kan også beskadige MOSFET'en fra ekstreme temperaturer.
• Defekt batteri.
• Lavinefejl.
• dV/dt fejl .
• Blokeret eller blokeret motor.
• Hurtig acceleration eller deceleration.
• Overskydende effekttab.
• Overskydende strøm
• Belastning med kortslutning
• Fremmedgenstande.

Egenskaber

Det P Kanal MOSFET karakteristik s er diskuteret nedenfor.

• Disse MOSFET'er er spændingskontrollerede enheder.
• Disse enheder har høje indgangsimpedansværdier.
• I P-kanal skyldes kanalens ledningsevne den negative polaritet ved gateterminalen.
  Sammenlignet med n-kanalen er p-kanalens Mosfet-karakteristika ens, men den eneste forskel er polariteterne, fordi værdierne af substrater ikke er de samme her.

Fordele

Det fordelene ved P Channel MOSFET omfatte følgende.

• Dette MOSFET-design er meget enkelt, så det er anvendeligt, hvor pladsen er begrænset som lavspændingsdrev og ikke-isolerede POL-applikationer.
• Dette er den forenklede portkørselsmetode inden for det høje sidekontaktsted og reducerer ofte de samlede omkostninger
• Effektiviteten leveret af MOSFET'erne er højere, når der arbejdes ved lave spændinger.
• Sammenlignet med JFET'er har MOSFET'er høj inputimpedans.
• De har høj drænmodstand på grund af mindre kanalmodstand.
• Disse er meget enkle at fremstille.
• Den understøtter højhastighedsdrift sammenlignet med JFET'er.

Det ulemper ved P Channel MOSFET omfatte følgende.

• MOSFET'ens tynde oxidlag vil gøre den sårbar over for beskadigelse, når den induceres af elektrostatiske ladninger.
• Disse er ikke stabile, når der bruges høje spændinger.

Dette er således en oversigt over p-kanal MOSFET – fungerer , typer og dets applikationer. Her er et spørgsmål til dig, hvad er n channel MOSFET?