MOSFET is een driepolig, spanningsgestuurd, hoge ingangsimpedantie en unipolair apparaat dat essentiële componenten zijn in verschillende elektronische circuits. Over het algemeen worden deze apparaten ingedeeld in twee typen verbetering: Mosfet & uitputting Mosfet op basis van het feit of ze kanalen in hun standaardconditie hebben of niet dienovereenkomstig. Nogmaals, verbeterings-MOSFET's worden geclassificeerd in p-kanaalverbetering en n-kanaalverbeterings- en uitputtings-MOSFET's worden geclassificeerd in p-kanaaluitputtings- en n-kanaaluitputtings-MOSFET's. Dus dit artikel bespreekt een van de soorten MOSFET's zoals: P-kanaal MOSFET .
Wat is P-kanaal MOSFET?
Een type MOSFET waarin het kanaal is samengesteld met de meeste ladingsdragers als gaten, staat bekend als p-kanaal MOSFET. Zodra deze MOSFET is geactiveerd, zullen de meeste ladingsdragers zoals gaten door het kanaal bewegen. Deze MOSFET is in tegenstelling tot N-kanaal MOSFET omdat in N MOSFET de meeste ladingsdragers elektronen zijn. De P Kanaal MOSFET symbolen in de verbeteringsmodus en de uitputtingsmodus worden hieronder weergegeven.
De P-kanaal MOSFET bevat een P-kanaalgebied dat is gerangschikt tussen de twee terminals zoals source (S) en drain (D) en het lichaam is n-regio. Net als bij N-kanaal MOSFET, bevat dit type MOSFET ook drie terminals zoals source, drain en gate. Hier zijn zowel de source- als de drain-terminals zwaar gedoteerd met p-type materialen en het type substraat dat in deze MOSFET wordt gebruikt is n-type.
Werken
De meeste ladingsdragers in P-kanaal MOSFET's zijn gaten waar deze ladingsdragers een lage mobiliteit hebben in vergelijking met het elektron dat wordt gebruikt in N-kanaal MOSFET's. Het belangrijkste verschil tussen de p-kanaal en n-kanaal MOSFET is dat in het p-kanaal een negatieve spanning nodig is van de Vgs (gate-aansluiting naar bron) om MOSFET te activeren, terwijl het in het n-kanaal een positieve VGS-spanning nodig heeft. Dit maakt P-Channel type MOSFET dus een perfecte optie voor high-side schakelaars.
Telkens wanneer we de negatieve (-) spanning aan de gate-terminal van deze MOSFET geven, worden de ladingsdragers die beschikbaar zijn onder de oxidelaag, zoals elektronen, naar beneden in het substraat geduwd. Het uitputtingsgebied dat door de gaten wordt ingenomen, is dus verbonden met de donoratomen. Dus de negatieve (-) poortspanning zal gaten aantrekken van het afvoergebied en de p+-bron in het gebied van het kanaal.
Raadpleeg deze link voor meer informatie over: MOSFET als schakelaar
Soorten P-kanaal MOSFET
Er zijn twee soorten p-kanaal-MOSFET's beschikbaar. P-kanaalverbeterings-MOSFET en P-kanaaluitputtings-MOSFET.
P-kanaalverbetering MOSFET
De p-kanaalverbeterings-MOSFET is eenvoudig ontworpen met een licht gedoteerd n-substraat. Hier worden twee p-type materialen met zwaar gedoteerd gescheiden door de kanaallengte zoals 'L'. De dunne laag siliciumdioxide wordt afgezet op het substraat dat normaal de diëlektrische laag wordt genoemd.
In deze MOSFET vormen de twee P-type materialen de bron (S) en de afvoer (D) en het aluminium wordt gebruikt als de beplating op het diëlektricum om de poort (G) -aansluiting te vormen. Hier zijn de bron en het lichaam van de MOSFET eenvoudig verbonden met de GND.
Wanneer een negatieve spanning op de poort (G) -aansluiting wordt aangelegd, zal de +ve-concentratie van de ladingen onder de diëlektrische laag worden afgezet vanwege het capaciteitseffect. De elektronen die beschikbaar zijn op het n-substraat vanwege de afstotende krachten zullen worden verplaatst.
Wanneer een negatieve spanning wordt aangelegd aan de afvoeraansluiting, neemt de negatieve spanning in het afvoergebied af, het spanningsverschil tussen poort en afvoer neemt af, dus de geleidende kanaalbreedte wordt kleiner in de richting van het afvoergebied en stroomtoevoer van bron naar afvoer.
Het kanaal dat in de MOSFET is gevormd, biedt weerstand tegen de stroom van de bron naar de afvoer. Hier hangt de weerstand van het kanaal voornamelijk af van het zijaanzicht van het kanaal en opnieuw hangt de doorsnede van dit kanaal af van de negatieve spanning die op de gate-aansluiting wordt toegepast. Dus de stroom van de source naar de drain kan worden geregeld via de spanning die wordt aangelegd op de gate-aansluiting, dus MOSFET staat bekend als een spanningsgestuurd apparaat. Wanneer de gatenconcentratie het kanaal vormt en de stroom door het kanaal wordt verbeterd vanwege een toename van de negatieve poortspanning, staat dit bekend als P - Channel Enhancement MOSFET.
P-kanaal uitputting MOSFET
De constructie van de p-kanaaluitputtings-MOSFET wordt omgekeerd naar de n-kanaaluitputtings-MOSFET. Het kanaal in deze MOSFET is voorgebouwd vanwege de aanwezige p-type onzuiverheden erin. Zodra de negatieve (-) spanning op de gate-terminal is aangelegd, worden de minderheidsladingsdragers zoals elektronen in het n-type aangetrokken naar het p-type kanaal. In deze toestand, zodra een afvoer in tegengestelde richting is voorgespannen, begint het apparaat te geleiden, hoewel, wanneer de negatieve spanning in de afvoer wordt versterkt, dit resulteert in de vorming van de uitputtingslaag.
Dit gebied hangt voornamelijk af van de laagconcentratie die wordt gevormd door de gaten. De regiobreedte van de uitputtingslaag heeft invloed op de geleidbaarheidswaarde van het kanaal. Dus, door variaties van de spanningswaarden van de regio, wordt de stroomstroom gecontroleerd. Eindelijk blijven de poort en de afvoer op de negatieve polariteit terwijl de bron op de '0'-waarde blijft.
Hoe gebruik je P-kanaal Mosfet?
Het complementaire MOSFET-schakelcircuit voor het regelen van de motor wordt hieronder weergegeven. Dit schakelcircuit gebruikt twee MOSFET's zoals het P-kanaal en het N-kanaal om de motor in beide richtingen te regelen. In dit circuit worden deze twee MOSFET's eenvoudig aangesloten om een bidirectionele schakelaar te genereren met behulp van een dubbele voeding via de motor die is aangesloten tussen de gemeenschappelijke afvoer- en GND-referentie.
Zodra de ingangsspanning LAAG is, wordt de P-kanaal MOSFET die in het circuit is aangesloten, ingeschakeld en wordt de N-kanaal MOSFET uitgeschakeld omdat de poort naar de bronovergang negatief is voorgespannen, waardoor de motor in het circuit in één richting draait. Hier wordt de motor bediend via de +VDD voedingsrail.
Evenzo, wanneer de ingang HOOG is, schakelt de N-kanaal MOSFET AAN en schakelt het P-kanaalapparaat UIT omdat de poort naar de bronovergang positief is voorgespannen. Nu draait de motor in de omgekeerde richting omdat de klemspanning van de motor is omgekeerd wanneer deze wordt geleverd via de -VDD-voedingsrail.
Daarna wordt voor de voorwaartse richting van de motor de MOSFET van het P-kanaaltype gebruikt om de +ve-voeding naar de motor te schakelen, terwijl voor de omgekeerde richting de N-kanaals MOSFET wordt gebruikt om de -ve-voeding naar de motor te schakelen. motor.
- Hier, wanneer beide MOSFET's UIT zijn, stopt de motor met werken.
- Wanneer MOSFET1 AAN is, is MOSFET2 UIT, dan draait de motor in de voorwaartse richting.
- Wanneer MOSFET1 UIT is, MOSFET2 AAN is, draait de motor in omgekeerde richting.
Hoe test je P-kanaal MOSFET?
Het testen van p-kanaal MOSFET kan worden gedaan met behulp van een digitale multimeter met behulp van de volgende stappen.
- Eerst moet u de multimeter instellen op het diodebereik
- Plaats de MOSFET op een houten tafel met de bedrukte zijde naar u toe gericht.
- Door de sonde van een digitale multimeter te gebruiken en de afvoer- en poortaansluitingen van de MOSFET kort te sluiten, zal dit ten eerste de interne capaciteit van het apparaat ontladen, dus het is zeer noodzakelijk voor het MOSFET-testproces.
- Plaats nu de rode kleursonde van de multimeter op de source-aansluiting en de zwarte sonde op de drain-aansluiting.
- U krijgt een open circuit-aflezing op het display van de multimeter.
- Daarna, zonder de RODE kleursonde van de MOSFET's source-aansluiting te veranderen, haalt u de zwarte kleursonde van de drain-aansluiting en plaatst u deze een paar seconden op de gate-aansluiting van de MOSFET en plaatst u deze terug op de MOSFET's drain-aansluiting.
- Op dit moment zal de multimeter een lage waarde of continuïteitswaarde weergeven op het display van de multimeter.
- Dat is het, dit zal verifiëren dat uw MOSFET in orde is en zonder problemen. Elk ander type uitlezing geeft een defecte MOSFET aan.
P-kanaal MOSFET-foutmodi
De MOSFET-storing komt vaak voor om schijnbaar onverklaarbare redenen, zelfs met het goede ontwerp, de beste componenten en een nieuwe motor. Over het algemeen zijn MOSFET's zeer robuust - ze kunnen echter zeer snel falen vanwege overschrijdingen. Hier gaan we enkele van de belangrijkste faalwijzen van MOSFET uitleggen en hoe u ze kunt vermijden.
Het is erg moeilijk om de storingen te achterhalen die zijn opgetreden binnen de MOSFET, omdat we niet weten wat er precies is gebeurd om storingen te veroorzaken. Hier hebben we enkele storingsmodi opgesomd die zich in MOSFET hebben voorgedaan, zoals de volgende.
- Wanneer er door de MOSFET hoge stroom wordt geleverd, zal deze opwarmen. Slechte warmteafvoer kan de MOSFET ook beschadigen door extreme temperaturen.
- Defecte batterij.
- Lawine mislukking.
- dV/dt-fout .
- Geblokkeerde of vastgelopen motor.
- Snelle acceleratie of vertraging.
- Overmatige vermogensdissipatie.
- Overstroom
- Belasting met kortsluiting
- Vreemde voorwerpen.
Kenmerken
De P Channel MOSFET-karakteristiek: s worden hieronder besproken.
- Deze MOSFET's zijn spanningsgestuurde apparaten.
- Deze apparaten hebben hoge ingangsimpedantiewaarden.
- In P-kanaal is de geleidbaarheid van het kanaal te wijten aan de negatieve polariteit aan de gate-terminal.
In vergelijking met het n-kanaal zijn de Mosfet-kenmerken van het p-kanaal vergelijkbaar, maar het enige verschil zijn de polariteiten omdat de waarden van substraten hier niet hetzelfde zijn.
Voordelen:
De voordelen van P Channel MOSFET omvatten het volgende.
- Dit MOSFET-ontwerp is heel eenvoudig, dus het is toepasbaar waar de ruimte beperkt is, zoals laagspanningsaandrijvingen en niet-geïsoleerde POL-toepassingen.
- Dit is de vereenvoudigde poortaandrijfmethode binnen de hoge zijschakelaarplaats en verlaagt vaak de totale kosten
- De efficiëntie van de MOSFET's is hoger bij gebruik bij lage spanningen.
- In vergelijking met JFET's hebben MOSFET's een hoge ingangsimpedantie.
- Ze hebben een hoge afvoerweerstand vanwege minder kanaalweerstand.
- Deze zijn zeer eenvoudig te vervaardigen.
- Het ondersteunt snelle werking in vergelijking met JFET's.
De nadelen van P Channel MOSFET omvatten het volgende.
- De dunne oxidelaag van de MOSFET maakt deze kwetsbaar voor schade wanneer deze wordt veroorzaakt door elektrostatische ladingen.
- Deze zijn niet stabiel bij gebruik van hoge spanningen.
Dit is dus een overzicht van p-kanaal MOSFET - werkend , typen en de toepassingen ervan. Hier is een vraag voor u, wat is een n-kanaal MOSFET?
