Kaj je PMOSFET, ali poznate?

I. Osnovna struktura in princip delovanja

1. Osnovna struktura

PMOSFET-ji imajo substrate tipa n in p-kanale, njihova struktura pa je v glavnem sestavljena iz vrat (G), izvora (S) in odtoka (D). Na silicijevem substratu n-tipa sta dve P+ regiji, ki služita kot vir oziroma odvod in sta med seboj povezani preko p-kanala. Vrata se nahajajo nad kanalom in so od kanala izolirana z izolacijsko plastjo iz kovinskega oksida.

2. Načela delovanja

PMOSFET-ji delujejo podobno kot NMOSFET-ji, vendar z nasprotno vrsto nosilcev. V PMOSFET so glavni nosilci luknje. Ko se na vrata dovede negativna napetost glede na vir, se na površini silicija n-tipa pod vrati oblikuje inverzna plast p-tipa, ki služi kot jarek, ki povezuje vir in odtok. Spreminjanje napetosti vrat spremeni gostoto lukenj v kanalu in s tem nadzoruje prevodnost kanala. Ko je napetost vrat dovolj nizka, gostota lukenj v kanalu doseže dovolj visoko raven, da omogoči prevodnost med virom in odtokom; nasprotno pa se kanal prekine.

II. Značilnosti in aplikacije

1. Značilnosti

Nizka mobilnost: P-kanalni tranzistorji MOS imajo razmeroma nizko mobilnost lukenj, zato je transprevodnost tranzistorjev PMOS manjša kot pri tranzistorjih NMOS pri enaki geometriji in delovni napetosti.

Primerno za nizkohitrostne in nizkofrekvenčne aplikacije: zaradi manjše mobilnosti so integrirana vezja PMOS primernejša za aplikacije v nizkohitrostnih in nizkofrekvenčnih območjih.

Prevodni pogoji: Prevodni pogoji PMOSFET-jev so nasprotni NMOSFET-jem, zahtevajo napetost vrat, nižjo od napetosti vira.

 

1. Aplikacije

Preklop na visoki strani: PMOSFET-ji se običajno uporabljajo v konfiguracijah preklapljanja na visoki strani, kjer je vir priključen na pozitivno napajanje, odtok pa na pozitivni konec bremena. Ko PMOSFET prevaja, poveže pozitivni konec bremena s pozitivnim napajanjem, kar omogoča pretok toka skozi breme. Ta konfiguracija je zelo pogosta na področjih, kot sta upravljanje porabe energije in motorni pogoni.

Povratna zaščitna vezja: PMOSFET-je je mogoče uporabiti tudi v povratnih zaščitnih vezjih, da se prepreči poškodba vezja, ki jo povzroči povratno napajanje ali povratni tok obremenitve.

III. Zasnova in premisleki

1. NADZOR NAPETOSTI NA VRATIH

Pri načrtovanju vezij PMOSFET je potreben natančen nadzor napetosti vrat, da se zagotovi pravilno delovanje. Ker so pogoji prevodnosti PMOSFET-jev nasprotni tistim pri NMOSFET-jih, je treba pozornost posvetiti polarnosti in velikosti napetosti vrat.

2. Priključek za obremenitev

Pri priključitvi obremenitve je treba paziti na polarnost obremenitve, da zagotovite, da tok pravilno teče skozi PMOSFET, in učinek obremenitve na delovanje PMOSFET, kot je padec napetosti, poraba energije itd. , je treba upoštevati tudi.

3. Temperaturna stabilnost

Na delovanje PMOSFET-jev močno vpliva temperatura, zato je treba pri načrtovanju vezij upoštevati vpliv temperature na delovanje PMOSFET-jev in sprejeti ustrezne ukrepe za izboljšanje temperaturne stabilnosti vezij.

4. Zaščitna vezja

Da bi preprečili poškodbe PMOSFET zaradi prevelikega toka in prenapetosti med delovanjem, je treba v vezje namestiti zaščitna vezja, kot sta zaščita pred prevelikim tokom in prenapetostno zaščito. Ta zaščitna vezja lahko učinkovito zaščitijo PMOSFET in podaljšajo njegovo življenjsko dobo.

 

Če povzamemo, PMOSFET je vrsta MOSFET s posebno strukturo in principom delovanja. Zaradi nizke mobilnosti in primernosti za nizkohitrostne in nizkofrekvenčne aplikacije je široko uporaben na določenih področjih. Pri načrtovanju tokokrogov PMOSFET je treba pozornost nameniti krmiljenju napetosti vrat, povezavam obremenitve, temperaturni stabilnosti in zaščitnim vezjem, da se zagotovi pravilno delovanje in zanesljivost vezja.