Co je PMOSFET, víte?

I. Základní struktura a princip činnosti

1. Základní struktura

PMOSFETy mají substráty typu n a kanály p a jejich struktura se skládá hlavně z hradla (G), zdroje (S) a odtoku (D). Na křemíkovém substrátu typu n jsou dvě oblasti P+, které slouží jako zdroj a odtok, a jsou navzájem propojeny prostřednictvím p-kanálu. Brána je umístěna nad kanálem a je izolována od kanálu izolační vrstvou z oxidu kovu.

2. Principy činnosti

PMOSFETy fungují podobně jako NMOSFETy, ale s opačným typem nosičů. V PMOSFETu jsou hlavními nosiči díry. Při přivedení záporného napětí na hradlo vzhledem ke zdroji se na povrchu křemíku typu n pod hradlem vytvoří inverzní vrstva typu p, která slouží jako příkop spojující zdroj a odtok. Změna napětí hradla mění hustotu otvorů v kanálu, čímž se řídí vodivost kanálu. Když je napětí hradla dostatečně nízké, hustota otvorů v kanálu dosáhne dostatečně vysoké úrovně, aby umožnila vedení mezi zdrojem a odtokem; naopak, kanál se přeruší.

II. Vlastnosti a aplikace

1. Charakteristika

Nízká pohyblivost: P-kanálové MOS tranzistory mají relativně nízkou pohyblivost otvorů, takže transkonduktance tranzistorů PMOS je menší než transkonduktance tranzistorů NMOS při stejné geometrii a provozním napětí.

Vhodné pro nízkorychlostní, nízkofrekvenční aplikace: Vzhledem k nižší mobilitě jsou integrované obvody PMOS vhodnější pro aplikace v nízkorychlostních, nízkofrekvenčních oblastech.

Vodivé podmínky: Vodivé podmínky PMOSFETů jsou opačné než u NMOSFETů a vyžadují hradlové napětí nižší než je napětí zdroje.

 

1. Aplikace

High Side Switching: PMOSFETy se typicky používají v konfiguracích s high side spínáním, kde je zdroj připojen ke kladnému napájení a odvod je připojen ke kladnému konci zátěže. Když PMOSFET vede, připojí kladný konec zátěže ke kladnému napájení, což umožňuje proudění proudu zátěží. Tato konfigurace je velmi běžná v oblastech, jako je správa napájení a motorové pohony.

Obvody reverzní ochrany: PMOSFET lze také použít v obvodech reverzní ochrany, aby se zabránilo poškození obvodu způsobenému reverzním napájením nebo zpětným tokem zátěže.

III. Design a úvahy

1. OVLÁDÁNÍ NAPĚTÍ BRÁNY

Při návrhu obvodů PMOSFET je pro zajištění správné funkce vyžadována přesná kontrola napětí hradla. Protože vodivostní podmínky PMOSFETů jsou opačné než u NMOSFETů, je třeba věnovat pozornost polaritě a velikosti hradlového napětí.

2. Připojení zátěže

Při připojování zátěže je třeba věnovat pozornost polaritě zátěže, aby proud procházel správně PMOSFET, a vlivu zátěže na výkon PMOSFETu, jako je pokles napětí, spotřeba energie atd. , je také třeba zvážit.

3. Teplotní stabilita

Výkon PMOSFETů je značně ovlivněn teplotou, takže vliv teploty na výkon PMOSFETů je třeba vzít v úvahu při návrhu obvodů a přijmout odpovídající opatření pro zlepšení teplotní stability obvodů.

4. Ochranné obvody

Aby se zabránilo poškození PMOSFETů nadproudem a přepětím během provozu, je třeba do obvodu nainstalovat ochranné obvody, jako je nadproudová ochrana a přepěťová ochrana. Tyto ochranné obvody mohou účinně chránit PMOSFET a prodloužit jeho životnost.

 

Stručně řečeno, PMOSFET je typ MOSFET se speciální strukturou a pracovním principem. Jeho nízká mobilita a vhodnost pro nízkorychlostní a nízkofrekvenční aplikace jej činí široce použitelným ve specifických oblastech. Při návrhu obvodů PMOSFET je třeba věnovat pozornost řízení napětí hradla, připojení zátěže, teplotní stabilitě a ochranným obvodům, aby byla zajištěna správná funkce a spolehlivost obvodu.